Procedimiento de recuperación de materia orgánica en los tratamientos de residuos solidos urbanos y sistema necesario para tal fin.

Procedimiento de recuperación de materia orgánica en los tratamiento de residuos sólidos urbanos y sistema necesario para tal fin.

Procedimiento de recuperación de materia orgánica de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) que posibilite incrementar el porcentaje y calidad de la Materia Orgánica Recuperada (MOR) en plantas de Tratamiento Mecánico Biológico (TMB). Dicho procedimiento se caracteriza por incluir al menos las siguientes etapas: una separación granulométrica mediante una criba tambor, una separación de materia orgánica por medio ópticos, un acondicionamiento de la materia orgánica recuperada mediante un proceso de trituración-separación mediante un triturador de martillos. Este proceso se podrá completar con las siguientes etapas adicionales: separación magnética, criba vibrante, trampa de arenas, lavado de arenas y/o hidrociclón. El sistema comprende al menos un separador óptico de materia orgánica y un triturador de martillo pudiendo contar con una criba de tambor un separador magnético y una criba vibrante. Se consigue una materia orgánica de mayor calidad, se reduce la materia destinada a la eliminación final y se mejora la eficiencia de la digestión anaerobia y/o cualquier oro proceso de valorización posterior.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330798.

Solicitante: CESPA GESTION DE RESIDUOS, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PASCUAL DURÁN,María Del Grau.

Fecha de Publicación: 1 de Diciembre de 2014.

Clasificación Internacional de Patentes:

B02C23/08 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B02 TRITURACION, REDUCCION A POLVO O DESINTEGRACION; TRATAMIENTO PREPARATORIO DE LOS GRANOS PARA LA MOLIENDA. › B02C TRITURACION, REDUCCION A POLVO O DISGREGACION EN GENERAL; MOLIENDA DE GRANOS (obtención de polvo metálico por trituración, trabajo con muela o molido B22F 9/04). › B02C 23/00 Procedimientos auxiliares, dispositivos auxiliares o accesorios especialmente adaptados al triturado o la disgregación no previstos en los grupos B02C 1/00 - B02C 21/00 o no adaptados especialmente a los equipos cubiertos por uno solo de los grupos B02C 1/00 - B02C 21/00 (separación y clasificación en general B03, B04, B07). › Separación o clasificación de materiales, asociado al triturado o a la disgregación (B02C 23/18 tiene prioridad).
B07B15/00 B […] › B07 SEPARACION DE SOLIDOS; CLASIFICACION. › B07B SEPARACION DE DIFERENTES SOLIDOS ENTRE SI POR CRIBADO, TAMIZADO, CERNIDO O POR MEDIO DE CORRIENTES DE GAS; SEPARACION POR OTROS METODOS SECOS DE MATERIALES A GRANEL, p. ej. PARA ARTÍCULOS SUELTOS ADECUADOS PARA SER MANIPULADOS COMO MATERIAL A GRANEL (procedimientos de separación por vía húmeda, clasificación por procedimientos utilizando materiales que fluyen como los líquidos B03; combinaciones de aparatos de separación por vía seca con aparatos por vía húmeda B03B; mediante la utilización de líquido B03B, B03D; clasificación por separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación por campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrífugos o de vértice para la realización de procedimientos físicos B04; clasificación manual, clasificación postal, clasificación por sistemas de agujas o por otros sistemas que funcionen en respuesta a la detección o a la medida de las características de los objetos o de las muestras del material B07C). › Combinaciones de aparatos para separar sólidos por vía seca, aplicables a materiales a granel, p. ej. a los objetos manipulados a granel (por corrientes de gas B07B 9/00).
B09B3/00 B […] › B09 ELIMINACION DE DESECHOS SOLIDOS; REGENERACION DE SUELOS CONTAMINADOS. › B09B ELIMINACION DE DESECHOS SOLIDOS. › Destrucción de desechos sólidos o su transformación en algo útil o no nocivo.
B09B5/00 B09B […] › Operaciones no cubiertas por una sola otra subclase o por un solo otro grupo de la presente subclase.

PDF original: ES-2523799_A1.pdf

Fragmento de la descripción:

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PROCEDIMIENTO DE RECUPERACIÓN DE MATERIA ORGÃ?NICA EN LOS TRATAMIENTOS DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS Y SISTEMA NECESARIO PARA 5 TAL FIN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención, tal y como el título establece, un proceso de 10 recuperación de materia orgánica en los tratamientos de residuos sólidos urbanos.

También es objeto de la invención el sistema que permite llevar a cabo la recuperación de materia orgánica en los procesos de tratamiento de residuos sólidos urbanos.

La invención está enmarcada dentro del campo de la gestión de residuos y su objetivo general es el diseño, construcción y demostración de un proceso de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) que posibilite incrementar el porcentaje y calidad de la Materia Orgánica Recuperada (MOR) en plantas de Tratamiento Mecánico Biológico (TMB) .

Caracteriza a la presente invención, por un lado la incorporación de técnicas hasta ahora no utilizadas en la gestión de residuos sólidos urbanos, y particularmente en la obtención de materia orgánica incluso de la fracción resto de RSU; y por otro lado la combinación temporal y posicionamiento físico de otros procesos de tratamiento de residuos con sus correspondientes medios y etapas.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los procesos y sistemas de recuperación de materia orgánica a partir de RSU.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Muchas de las actuales plantas de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) , fueron diseñadas en su día siguiendo un esquema de proceso mecánico biológico con digestión anaerobia, el cual permitía la valorización material de las diferentes fracciones del residuo (plásticos, papel y cartón, metales, vidrio, etc.) , así como la obtención de energía a partir de la MOR (materia orgánica recuperada) .

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Estos tratamientos fueron diseñados de acuerdo a ciertos estándares técnicos de cantidad y calidad de la materia orgánica recibida que hoy día no se están cumpliendo: al incorporar los municipios la recogida selectiva de la Fracción Orgánica del Residuos Municipal (FORM) , el contenido de materia orgánica en la fracción resto disminuyó sustancialmente, aumentando proporcionalmente la cantidad de impropios (vidrio e inertes) presentes en este flujo de residuos. Este hecho ocasiona una serie de problemas como son la disminución de la eficiencia energética en los procesos de digestión anaerobia a causa de la menor cantidad de materia orgánica disponible, o importantes problemas de mantenimiento y operación, provocados por la elevada cantidad de elementos inertes. Estos problemas han ocasionado que en muchos casos se haya optado por la parada de la planta de tratamiento biológico.

Una posible solución adoptada por los gestores de plantas (TMB) de RSU ha sido la alimentación de los digestores anaerobios directamente con flujos de materia orgánica procedente de la recogida selectiva (FORM) . Esta solución, aunque permite mantener la viabilidad técnica de la planta, no es adecuada desde un punto de vista medioambiental, ya que no permite la recuperación y valorización de la materia orgánica de la fracción resto, con lo que en muchos casos ésta es destinada a eliminación final.

De acuerdo con la Directiva 2008/98/CE en la que se establece la jerarquía de actuación para un modelo sostenible de gestión de residuos, los tratamientos de residuos se deben diseñar maximizando la recuperación de materiales para su posterior valorización, ya sea material o energética, y minimizando la cantidad de residuos enviados a eliminación final, ya sea a través de depósito controlado o incineración.

En cuanto a la eliminación final de materia orgánica, por un lado, la Directiva 1999/31/CE limita la admisión de la cantidad de materia orgánica depositada en los vertederos; y por otro lado, la eliminación de este residuo a través de incineración reduce la eficiencia energética del proceso debido a su elevado contenido en humedad que provoca una importante disminución del Poder Calorífico Inferior (PCI) .

La revisión realizada del estado de la técnica indica que actualmente no ha sido implantado ningún equipo o proceso capaz de ofrecer una solución técnica adecuada al problema expuesto. En la mayoría de los casos, se ha optado por la alimentación de los digestores anaerobios con materia orgánica procedente de la recogida selectiva (FORM) . No obstante, esta solución requiere de suficiente espacio disponible, cosa que no es factible en muchas instalaciones, y por otra parte no permite gestionar de manera correcta la materia orgánica P201330798

contenida en la fracción resto de RSU.

En el estado de la técnica se conocen las patentes siguientes:

La patente WO2001038259 describe un método para el reciclaje de una fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos que se deriva de colecciones separadas u ordenadas, que comprende las etapas de: trituración de la fracción orgánica, la ruptura de la membrana celular de la fracción orgánica; trituración de la fracción orgánica con el fin de separar una parte líquida de la primera parte sólida; someter a un proceso anaeróbico la parte líquida con el fin de obtener una segunda parte sólida y el biogás.

La patente EP1763407 describe un procedimiento para la producción de una gama de productos mejorados de biomasa adecuados para su uso como combustible y que se han obtenido a partir de residuos sólidos urbanos (RSU)

En la patente EP0795022 se describe un método de tratamiento de residuos en el que los residuos sólidos municipales se separan y se procesan para recuperar caucho reutilizable, metal, plástico, vidrio y la porción orgánica restante de la corriente de residuos se utiliza para producir ácido láctico y otros productos químicos.

En la patente US8398006 se describe un método y sistemas para extraer los materiales reciclables del flujo de residuos sólidos mixtos La patente WO2012071060 describe un procedimiento en el que los residuos sólidos incluyen una mezcla de material orgánico húmedo y material orgánico seco que se separan usando separación mecánica para producir una corriente orgánica húmeda enriquecida en compuestos orgánicos húmedos y una corriente orgánica seca enriquecida en compuestos orgánicos secos. La corriente orgánica húmeda separada y corriente orgánica seca se convierten por separado a los productos renovables o reciclables utilizando diferentes técnicas de conversión especialmente adecuadas para los flujos orgánicos húmedos y secos separados.

Ninguno de los anteriores documentos describe un procedimiento y sistema que permite la mejora de la calidad de la Materia Orgánica Recuperada de un modo más eficiente que lo que hasta el momento se venía haciendo, siendo de aplicación a cualquier flujo de materia orgánica independientemente de su procedencia, como por ejemplo la fracción resto de P201330798

RSU, o bien a la propia materia orgánica procedente de la recogida selectiva (FORM: Fracción Orgánica de Residuo Municipal) .

Por lo tanto, es objeto de la presente invención diseñar un procedimiento y un sistema que permite la mejora de la calidad de la Materia Orgánica Recuperada (MOR) en las plantas de tratamiento del RSU para la optimización de la viabilidad técnica, económica y medioambiental de estas plantas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la invención un procedimiento de recuperación de materia orgánica en los tratamientos de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) que posibilite incrementar el porcentaje y calidad de la Materia Orgánica Recuperada (MOR) en plantas de Tratamiento Mecánico Biológico (TMB)

Es decir, el objeto de la invención es un proceso y un sistema que permite una mejor y más eficaz recuperación de la materia orgánica presente en los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) incluso en la fracción resto de los mismos.

Ante el problema técnico planteado y frente a la falta de soluciones disponibles, el objetivo de la invención ha sido diseñar un proceso de pre-tratamiento de la Materia Orgánica Recuperada (MOR) . Para ello en el proceso se incorporan tecnologías de nueva generación, no utilizadas hasta ahora en el sector del tratamiento de los residuos urbanos, como es el caso del triturador-separador, o incluso nuevas tecnologías desarrolladas a nivel industrial, como es el caso de un separador óptico de materia orgánica.

La solución técnica planteada en este proyecto para la actual problemática de las plantas de tratamiento mecánico-biológico de RSU incorpora dos innovaciones tecnológicas principales:

- Aplicación de... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

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1. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en los tratamientos de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) que se caracteriza por comprender al menos las siguientes etapas:

-Separación granulométrica del RSU -Separación por medios mecánicos y/o manuales de ciertos materiales reciclables -Separación por medios ópticos de la materia orgánica -Acondicionamiento de la materia orgánica mediante un proceso de trituración

separación 1.

2. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las etapas de:

- Suministro de los RSU desde una camión (1) a una zona de descarga y recepción (2.

15. Seguido de la zona de descarga (2) se alimenta mediante unos medios de separación granulométrica, de la que se obtiene al menos una fracción fina (6) .

- Separación magnética de la fracción fina (6) mediante un separador magnético (7) y de la que se obtiene materiales férricos (8) (que son enviados a un reciclador) y un producto resultante (9)

- Cribado del producto resultante (9) mediante una criba vibrante (10) que cuenta con una malla con un determinado paso. Los productos que tengan un paso menor que el de la malla tienen la consideración de rechazo (11) , mientras que los productos que tengan un paso mayor (12) continúan con el proceso.

- Separación óptica de la materia orgánica (12) mediante un separador óptico (13) , de 25 la que se obtienen productos de rechazo (14) y materia orgánica recuperada (15) -Dosificación de la materia orgánica recuperada (15) mediante un repartidor (16) y vertido en las tolvas pulmón (17) . -Acondicionamiento, con unos medios de trituración-separación (18) , de la materia orgánica mediante un proceso de trituración-separación en un triturador de martillos

donde tiene lugar una mezcla en continuo de la materia orgánica con agua (19) con un posterior tamizado. Como resultado se obtiene un flujo rechazo (20) y la materia orgánica acondicionada (21) que se somete a un proceso de refinamiento posterior.

3. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de 35 Residuos Sólidos Urbanos, según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de separación granulométrica es una criba de tambor (3) , de la que se obtienen: 11

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- Materiales voluminosos (4) , -Una fracción gruesa (5) -Una fracción fina (6) que es la que se somete al proceso 4. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos, según la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de acondicionamiento de la materia orgánica después del proceso de trituración-separación comprende las etapas adicionales de:

- Suministro a una trampa de arena (21) que separan los productos sobrenadantes 10 (25) de los más pesados (22) , siendo éstos sometidos a un proceso de lavado de arenas (23) para obtener unos productos de rechazo (24) . Existe una recirculación (30) de fracción orgánica y agua del lavado de arenas (23) hacia la trampa de arenas (21) -Suministro de los productos sobrenadantes (25) a un tanque pulmón (26)

-Sometimiento a un proceso de separación de suspensiones pesadas â?" ligeras mediante un hidrociclón (27) de los productos contenidos en el tanque pulmón (26) obteniendo:

o unos productos pesados (31) que se llevan al proceso de lavado de arenas (23)

o Unos productos que son sometidos a un proceso de recirculación (33) hasta la trampa de arenas (21)

o y la fracción orgánica acondicionada (29) lista para seguir un proceso biológico convencional (digestión anaerobia, compostaje u otro tratamiento biológico) previo almacenamiento en un tanque de precarga (28) .

5. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se aplica a la fracción resto de Residuos Sólidos Urbanos.

6. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se aplica a plantas de tratamiento de materia orgánica procedente de la recogida selectiva (FORM: Fracción Orgánica de Residuo Municipal) .

7. Procedimiento de recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se aplica 12

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a plantas de tratamiento mecánico biológico (TMB) que tratan flujos de residuos con presencia de materia orgánica susceptible de ser recuperada.

8. Sistema necesario para llevar a cabo el procedimiento anteriormente reivindicado de 5 recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos, caracterizado porque comprende al menos: -Un separador óptico (13) de materia orgánica -Unos medios de trituración separación (18) de la materia orgánica recuperada que cuenta con unos sistema de mezcla en continuo con agua (19) y con un sistema de 10 tamizado.

9. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos, según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además: -Una zona de descarga y recepción (2) de RSU tras la recogida municipa.

15. Unos medios de separación granulométrica, que en una posible forma de realización es una criba de tambor (3) -Un separador magnético (7) dispuesto a continuación de los medios de separación granulométrica (3) -Una criba vibrante (10) que cuenta con una malla dispuesta a continuación del 20 separador magnético (7)

- un repartidor (16) conectado con la salida del separador óptico (13) y que alimenta unas tolvas pulmón (17) los cuales se conectan con los medios de trituración separación (18) , que cuenta con un sistema en continuo de mezclado con agua (19) y un sistema de tamizado.

10. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos según la reivindicación 8 ó 9 caracterizado porque comprende los medios de trituración-separación (18) es un triturador de martillos.

11. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de Residuos Sólidos Urbanos según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el sistema comprende adicionalmente una trampa de arena (21) , un lavado de arenas (23) , un tanque pulmón (26) , un hidrociclón (27) y un tanque precarga (28) .

12. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 caracterizado porque se aplica a la fracción 13

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resto de Residuos Sólidos Urbanos.

13. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 caracterizado porque se aplica a la materia 5 orgánica procedente de la recogida selectiva (FORM: Fracción Orgánica de Residuo Municipal) .

14. Sistema para recuperación de materia orgánica en procesos de tratamiento de residuos, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 caracterizado porque se aplica a plantas de 10 tratamiento mecánico biológico (TMB) que tratan flujos de residuos con presencia de materia orgánica susceptible de ser recuperada.

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