Sistema para preparar una mezcla de una fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua.

Un sistema para preparar una mezcla de fracción orgánica de residuo sólido urbano y agua,

siendo la mezcla paraalimentar a un proceso de digestión anaerobia, comprendiendo dicho sistema una primera etapa de separación (2)para separar una primera fracción pesada de dicho residuo sólido urbano y una segunda etapa de separación (3),caracterizado por que dicha segunda etapa de separación (3) comprende un primer (4, 5) y segundo (10) medio deseparación para dicho residuo sólido urbano, estando configurado dicho primer medio (4, 5) para retirar una fracciónligera de dicho residuo sólido urbano, emergiendo la fracción ligera al menos parcialmente de la superficie libre de lamezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua en un tanque de decantación (14) de la segundaetapa, comprendiendo dicho segundo medio (10) un conducto de salida (11) para dicha mezcla desde dichasegunda etapa (3); teniendo el conducto de salida (11) una primera boca (12) dispuesta por debajo de la superficielibre de la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua en el tanque de decantación (14) de lasegunda etapa (3) y una segunda boca (13) dispuesta a un nivel entre la superficie libre de la mezcla de fracciónorgánica del residuo sólido urbano y agua en el tanque de decantación (14) de la segunda etapa (3) y dicha primeraboca (12).

Sistema para preparar una mezcla de una fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua

Campo técnico

La presente invención se refiere a un sistema para preparar una mezcla de una fracción orgánica del residuo sólido urbano (FORSU) que se va a alimentar a un proceso de digestión anaerobia, en particular para pretratar la fracción orgánica del residuo sólido urbano seleccionado.

Técnica anterior

En un digestor anaerobio, la fracción orgánica se degrada mediante microorganismos activos en condiciones anaerobias. Además de un residuo sólido que es sustancialmente estable desde un punto de vista químico (digestato) , esta degradación genera, como un producto, una mezcla gaseosa que contiene principalmente metano y dióxido de carbono, denominado comúnmente biogás.

Con respecto a esto, este proceso permite el aprovechamiento de la fracción orgánica del residuo sólido urbano, puesto que el digestato, que contiene cantidades considerables de nitrógeno, puede usarse para obtener compost, mientras que el biogás representa una fuente de energía renovable ya que es combustible.

Después de una recogida selectiva de residuos de la fracción orgánica del residuo sólido urbano seleccionado como "orgánico" por el usuario, generalmente se incluyen pequeñas cantidades de sustancias no orgánicas. Por ejemplo, hay pequeños envases y bolsas de plástico que contienen restos de alimentos. Adicionalmente, a menudo aparecen pequeñas cantidades de material inerte, tales como cubiertos, trozos de vidrio o loza, etc., que el usuario ha seleccionado erróneamente para la fracción orgánica.

La parte no biodegradable debe separarse preventivamente de la fracción orgánica que se recoge y transporta a la planta de tratamiento para el proceso de digestión anaerobia, mientras que la parte biodegradable (la fracción orgánica designada específicamente) generalmente se tamiza, se muele, se ajusta su contenido de humedad, se reduce a pasta, que se subdivide de una forma más o menos fina, y finalmente se alimenta a un digestor, dentro del cual se somete a la acción de los microorganismos.

Para el pretratamiento del residuo sólido que se alimentará a un digestor anaerobio, se conocen sistemas en la técnica, por ejemplo a partir de los documentos WO 97/24186 y EP 1275443.

La eficacia del digestor y, en mayor medida, el rendimiento del biogás, que representa el producto más aprovechable de todo el proceso, se ven influidos considerablemente por las características de la fracción orgánica alimentada al proceso.

Si el tamaño y la geometría del digestor son iguales, por ejemplo, un mayor contenido seco en la fracción orgánica alimentada en el proceso corresponde a una mayor producción de biogás y, en consecuencia, supone una mayor rentabilidad del proceso.

El proceso de digestión anaerobia, es decir, un proceso que procesa una fracción orgánica con un contenido seco por debajo del 10 % generalmente se realiza en un modo discontinuo. Adicionalmente, puesto que la degradación de la fracción orgánica en el digestor progresa mediante etapas posteriores (hidrólisis, acidogénesis y metanogénesis) , en las que se activan diferentes procesos microbiológicos, y a cada una de los cuales corresponde una composición específica de la atmósfera gaseosa, la tendencia de la producción de biogás con el transcurso del tiempo generalmente se describe mediante una curva que tiene un máximo en la etapa de metanación. Por consiguiente, desde el punto de vista de la rentabilidad del proceso, cuanto más oscile la producción de biogás, más discontinuo será el proceso de digestión anaerobia.

Por lo tanto, se detecta la necesidad en el campo de homogeneizar la sustancia orgánica que se va a alimentar al digestor en lo que respecta a la composición y el tamaño, para gestionar el proceso de degradación biológica de una manera continua. De hecho, una alimentación más homogénea y sustancialmente continua daría como resultado una mayor uniformidad en el rendimiento de biogás del proceso. El resultado final es una mayor rentabilidad y facilidad en la gestión de la planta.

Se detecta también la necesidad en el campo de pretratar la fracción orgánica del residuo sólido urbano a partir de la recogida selectiva de residuos, de manera que se obtiene una mezcla que tiene un mayor contenido seco y puede alimentarse al digestor. Esto daría como resultado el aumento del rendimiento de biogás del proceso de digestión anaerobia. Se detecta también la necesidad de una fracción orgánica pretratada a partir de la cual se hayan retirado con alta eficacia las fracciones no biodegradables residuales, sin tener que usar sistemas complicados que impliquen varias etapas de separación.

Adicionalmente, se detecta la necesidad en el campo de reducir el tamaño de los aparatos usados para realizar las operaciones de pretratamiento de la fracción orgánica del residuo sólido urbano y para realizar el proceso de digestión anaerobia, para aprovechar mejor el espacio y reducir los costes.

Divulgación de la invención Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema para pretratar un residuo sólido que se va a alimentar a un digestor anaerobio, sistema que permite satisfacer de una manera sencilla y rentable al menos una de las necesidades anteriores.

Dicho objeto anterior puede conseguirse mediante la presente invención, puesto que se refiere a un sistema de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos A continuación en este documento se desvelan algunas realizaciones preferidas para una mejor comprensión de la presente invención, simplemente a modo de ejemplo no limitante y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La Figura 1 es una vista en sección esquemática que muestra un sistema para preparar la mezcla de fracción orgánica y agua que se va a alimentar a un proceso de digestión anaerobia de acuerdo con la invención;

- La Figura 2 es una vista en sección esquemática que muestra un sistema alternativo para preparar la mezcla de fracción orgánica y agua que se va a alimentar a un proceso de digestión anaerobia, que no es parte de la invención; y

- La Figura 3 es una vista en sección esquemática que muestra una variante del sistema de la Figura 2.

Mejor modo para realizar la invención Con referencia a la Figura 1, el número 1 indica en su conjunto un sistema para preparar una mezcla de residuos sólidos a partir de una recogida selectiva de residuos y agua que se va a alimentar a un proceso de digestión anaerobia.

El sistema 1 comprende una primera etapa de separación 2 para separar la fracción pesada de la fracción orgánica del residuo sólido urbano, en particular una fracción que comprende materiales que tienen una densidad mayor que el agua.

Ventajosamente, la primera etapa 2 comprende un canal de transporte 20 para transportar la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua a pretratar. El canal 20 tiene una pared inferior 21 inclinada hacia abajo en la dirección de alimentación de la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua. El grado de inclinación de la pared inferior 21 se selecciona para asegurar que la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua se mueve hacia delante por gravedad a lo largo del canal a una velocidad compatible con la sedimentación de la fracción pesada contenida en la mezcla.

Adicionalmente, la primera etapa 2 comprende una trampa 22 para capturar esta fracción pesada formada por ejemplo mediante un canal 23 dirigido a lo largo de un eje sustancialmente vertical y que tiene una abertura que tiene un tamaño compatible con el paso de los elementos incluidos en dicha fracción pesada anterior. La primera etapa 2 finalmente comprende un medio 24 para retirar la fracción pesada capturada en el canal 23, que por ejemplo consiste en un transportador de tornillo sin fin dispuesto con la boca de entrada en la salida del canal 23, que es distal con respecto a la pared inferior del canal de transporte 20.

El sistema 1 comprende adicionalmente una segunda etapa de separación 3 para separar la fracción ligera de la fracción orgánica del residuo sólido urbano, en particular una fracción que comprende materiales que tienen una densidad menor que el agua (sobrenadante) .

Más específicamente, la segunda etapa 3 comprende un primer medio de separación 4 configurado para retirar una fracción ligera de la fracción orgánica del residuo sólido urbano contenido en la mezcla que al menos emerge parcialmente de la superficie libre en la segunda etapa 3. En general, esta fracción comprende materiales plásticos que no se... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para preparar una mezcla de fracción orgánica de residuo sólido urbano y agua, siendo la mezcla para alimentar a un proceso de digestión anaerobia, comprendiendo dicho sistema una primera etapa de separación (2) para separar una primera fracción pesada de dicho residuo sólido urbano y una segunda etapa de separación (3) , 5 caracterizado por que dicha segunda etapa de separación (3) comprende un primer (4, 5) y segundo (10) medio de separación para dicho residuo sólido urbano, estando configurado dicho primer medio (4, 5) para retirar una fracción ligera de dicho residuo sólido urbano, emergiendo la fracción ligera al menos parcialmente de la superficie libre de la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua en un tanque de decantación (14) de la segunda etapa, comprendiendo dicho segundo medio (10) un conducto de salida (11) para dicha mezcla desde dicha segunda etapa (3) ; teniendo el conducto de salida (11) una primera boca (12) dispuesta por debajo de la superficie libre de la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua en el tanque de decantación (14) de la segunda etapa (3) y una segunda boca (13) dispuesta a un nivel entre la superficie libre de la mezcla de fracción orgánica del residuo sólido urbano y agua en el tanque de decantación (14) de la segunda etapa (3) y dicha primera boca (12) .

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicho conducto de salida (11) está en comunicación hidráulica con una cámara de homogeneización (30) que comprende un medio de agitación (31) para dicha mezcla.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que dicha primera etapa (2) comprende un medio (22, 23) para separar por gravedad dicha fracción pesada de dicha mezcla y para descargar (24) dicha 20 fracción pesada separada.

4. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicho primer medio de separación (4) para separar la fracción ligera comprende al menos uno de un transportador de rastrillo (16) y un sistema de aspiración (5) .

5. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por comprender un medio (6) 25 para recircular una parte de dicha mezcla desde dicha segunda etapa (3) hasta dicha primera etapa (2) .

6. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por comprender un medio (32) para recircular una parte de dicha mezcla desde dicha cámara de homogeneización (30) hasta dicha segunda etapa (3) .

7. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por comprender un sistema de

control (100) configurado para ajustar un caudal de agua que entra en el sistema (1) como una función de una señal 30 de absorción de energía mediante dicho medio (6, 32) para recircular dicha mezcla.