Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos.

Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos para material de residuos orgánicos recibidos en un recipiente que se caracteriza por que comprende las etapas secuenciales de:

a. someter al contenido del recipiente a las condiciones bajo las cuales se realiza un pre-acondicionamiento aerobio preliminar del contenido del recipiente por un período comprendido entre 1 día y 28 días con el fin de elevar la temperatura del contenido del recipiente hasta al menos 50° C, comprendiendo dicho pre-acondicionamiento aerobio preliminar comprende la etapa de ajustar el contenido de humedad del contenido del recipiente entre el 40% y el 60% en peso de humedad;

b. sellar el recipiente después de la etapa a) para prevenir la entrada al mismo de aire, de manera que las bacterias aerobias en el recipiente hacen que el contenido de oxígeno del mismo se agote, donde los procesos metabólicos de las bacterias aerobias convierten el oxígeno en dióxido de carbono;

c. ajustar el contenido de agua del contenido del recipiente después de la etapa b) del 50 al 95% en peso de humedad; d. simultáneamente o con posterioridad a la etapa c) adición de un inóculo bacteriano anaerobio al contenido del recipiente;

e. digestión de forma anaerobia del contenido del recipiente después de las etapas c) y d) a una temperatura comprendida entre 50° C y 75° C, durante un período comprendido entre 4 días y 20 días;

f. separación de subproductos gaseosos resultantes de la etapa e);

g. reducción del contenido de agua de los residuos del recipiente entre 40% y 60% en peso de humedad;

h. distribuir uniformemente aire en los residuos del recipiente para crear las condiciones adecuadas para el compostaje aerobio de los residuos para someter, sin agitación, el contenido del recipiente a una presión de entre 1 y 1000 kPa, por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme por el aire de los residuos;

i. ejecutar el compostaje aerobio de los residuos del recipiente por medio de la acción de bacterias aerobias; y

j. recuperación del compost resultante de la etapa i) desde el recipiente al finalizar la etapa de compostaje aerobio.

Descripción

Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos.

Antecedentes de la invención [0002] Es bien sabido que la degradación de material de residuos orgánicos sólido hasta a un producto final estabilizado biológicamente activo tal como el compost para jardines, se puede lograr mediante el tratamiento del material de residuos orgánicos sólidos, ya sea bajo condiciones anaerobias o aerobias en el que microorganismos anaerobios o aerobios, respectivamente, metabolizan el material de residuos hasta el producto final.

La descomposición aerobia de material de residuos orgánicos sólido se lleva a cabo en presencia de oxígeno. La energía producida durante la descomposición aerobia se libera en forma de calor, la temperatura del material con frecuencia aumenta hasta 75°C en condiciones ambientales. El producto final sólido resultante es generalmente rico en nitratos, que es una fuente de nitrógeno fácilmente bio-disponible para las plantas. Por lo tanto el producto final resultante bio-disponible es un material fertilizante excelente para jardines y tiene valor comercial como tal.

La digestión anaerobia de residuos orgánicos sólidos se lleva a cabo en ausencia de oxígeno. Típicamente, los residuos sólidos orgánicos se deben calentar a una gama de temperatura mesófila o termófila con el fin para optimizar el metabolismo microbiano anaerobio. La energía producida durante la digestión anaerobia se preserva como biogás, principalmente metano y dióxido de carbono. El producto sólido resultante final, es generalmente rico en sales de amonio. Las sales de amonio no resultan fácilmente bio-disponibles para absorción por las plantas. Se sabe, por lo tanto, tratar residuos, resultantes de digestión anaerobia, con condiciones en las que se producirá descomposición aerobia. Por lo tanto, el material se convierte en un material rico en nitratos y que tiene valor comercial. [0005] Han sido diseñados generalmente sistemas para atender de forma discreta cada tipo de degradación, aunque algunos sistemas han sido diseñados para combinar ambos procesos de descomposición anaerobia y aerobia. [0006] La patente alemana numero 4440750 se refiere a un aparato para materia prima y recuperación de energía a partir de biomasa que tiene una unidad de fermentación anaerobia, una unidad de compostaje aerobio, una unidad de gasificación y una planta de generación de energía. El aparato utiliza subproductos procedentes de la unidad de fermentación anaerobia y la unidad de compostaje aerobio para trabajar sinérgicamente proporcionando cantidades reducidas de residuos y para mejorar la materia prima y la producción de energía. [0007] La solicitud de patente internacional numero WO 94/24071 describe el tratamiento de bio-residuos orgánicos especialmente de residuos domésticos e industriales, incluyendo residuos de comida crudos y/o cocinados, desechos agrícolas y/o componentes de plantas vegetales. Los residuos biológicos son primero homogeneizados, fermentados en un reactor anaerobio en el que se retira el biogás resultante, y luego los sólidos residuales se transfieren a una cámara de compostaje [0008] Estos y otros sistemas similares proporcionan cámaras o recipientes individuales y separados para la descomposición aerobia y la digestión anaerobia, respectivamente. El material que se ha sometido a un conjunto de condiciones se transfiere a un lugar separado para someterse a una fase de procesamiento secundario. La transferencia de material desde una ubicación a otra no es eficiente en términos de tiempo, costes y mano de obra. [0009] El documento DE 198 33 624 A1 describe un procedimiento para la fermentación de materia orgánica por la adición sucesiva de bacterias anaerobias y termófilas. La materia orgánica se coloca primero en una cámara cerrada y 45 un cultivo que contiene bacterias aerobias y anaerobias se añade en forma pulverizada tipo de vaporización. La temperatura durante la fase anaerobia se eleva hasta 85°C. Después de que la fase anaerobia se ha completado, las válvulas de la cámara cerrada se abren para permitir que el vapor y los gases escapen a una cámara de neutralización y de condensación y el excedente de licor es drenado a un sumidero. A continuación se suministra el aire a una presión de aproximadamente 3 atmósferas para iniciar la fermentación aerobia.

El documento GB 487 837 A describe un proceso para convertir los desechos en material fertilizante de humus. El desecho se muele y/o tritura, se añade un cultivo líquido de bacterias seleccionadas y la mezcla se deposita en una celda de fermentación. Se realiza una pre-aireación a la temperatura aumentada de hasta 40°C. La aireación se detiene a continuación, el aire presente en la célula se consume y la fermentación anaerobia se inicia debido a las bacterias anaerobias inherentes al desecho.

El documento US 2 337 686 A describe un proceso para convertir residuos orgánicos en un producto utilizable. El proceso consta de dos fases diferentes. Una primera fase anaerobia donde la temperatura se eleva a 35°C para desarrollar bacterias anaerobias y donde se produce metano y una segunda fase aerobia. El contenido de humedad de los residuos en el comienzo del proceso se sitúa entre el 50 y el 70% de porcentaje en peso. El biogás producido en la primera fase se retira y se utilizan para producir energía.

La patente DE 34 38 057 A1 describe un aparato para convertir los residuos orgánicos que comprende al menos dos recipientes, cada uno comprende medios para recibir residuos orgánicos, medios de alimentación para suministro de agua dulce y agua desde otro recipiente. [0013] El documento DE 44 09 487 A1 describe un procedimiento para la producción de energía y fertilizante a partir de residuos. Los residuos se compactan y humidifican hasta un contenido de humedad de entre el 50% y 70%, se añade 65 bacterias de inóculo y se cierra el recipiente. La temperatura se eleva hasta una temperatura comprendida entre 35°C y

75°C. Durante la digestión anaerobia el biogás se retira y se utiliza para producir energía. Después de la primera fase anaerobia, se insufla aire en la parte superior del recipiente mientras se aspira en la parte inferior. [0014] La presente invención busca superar, al menos en parte, algunas de las desventajas antes mencionadas.

Resumen de la invención [0015] La presente invención se refiere a un proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos para material de residuos orgánicos recibido en un recipiente que se caracteriza por que comprende las etapas secuenciales de:

a. someter al contenido del recipiente a condiciones bajo las cuales un pre-acondicionamiento aerobio preliminar del contenido del recipiente por un período comprendido entre 1 día y 28 días con el fin de elevar la temperatura del contenido del recipiente hasta por lo menos 50° C, comprendiendo este pre-acondicionamiento aerobio preliminar la etapa de ajustar el contenido de humedad del contenido del recipiente entre el 40% y 60% en peso de humedad;

b. sellar el recipiente después de la etapa a) para prevenir la entrada de aire al mismo, de manera que las bacterias aerobias del recipiente hagan que el contenido de oxígeno del mismo se agote, en el que los procesos metabólicos de 15 las bacterias aerobias convierten el oxígeno en dióxido de carbono;

c. ajustar el contenido de agua del contenido del recipiente después de la etapa b) hasta el 50% al 95% en peso de humedad;

d. simultáneamente o con posterioridad a la etapa c) adición de un inóculo bacteriano anaerobio al contenido del recipiente;

e. digestión de forma anaerobia del contenido del recipiente después de las etapas c) y d) a una temperatura comprendida entre 50°C y 75°C, durante un período comprendido entre 4 días y 20 días;

f. separación de subproductos gaseosos resultantes de la etapa e) ;

g. reducción del contenido de agua de los residuos en el recipiente de entre el 40% y el 60% de peso de humedad;

h. distribuir aire uniformemente a través de los residuos del recipiente para crear las condiciones adecuadas para el

compostaje aerobio de los residuos para someter, sin agitación, al contenido del recipiente a una presión de entre 1 y 1000 kPa por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme de los residuos por el aire;

i. compostaje de manera aerobia de los residuos del recipiente por la acción de bacterias aerobias; y

j. recuperación del compost resultante de la etapa i) desde el recipiente al finalizar la etapa de compostaje aerobio. [0016] Preferiblemente, en el proceso de tratamiento de material... [Seguir leyendo]

1. Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos para material de residuos orgánicos recibidos en un recipiente que se caracteriza por que comprende las etapas secuenciales de:

a. someter al contenido del recipiente a las condiciones bajo las cuales se realiza un pre-acondicionamiento aerobio preliminar del contenido del recipiente por un período comprendido entre 1 día y 28 días con el fin de elevar la temperatura del contenido del recipiente hasta al menos 50° C, comprendiendo dicho pre-acondicionamiento aerobio preliminar comprende la etapa de ajustar el contenido de humedad del contenido del recipiente entre el 40% y el 60% en peso de humedad;

b. sellar el recipiente después de la etapa a) para prevenir la entrada al mismo de aire, de manera que las bacterias aerobias en el recipiente hacen que el contenido de oxígeno del mismo se agote, donde los procesos metabólicos de las bacterias aerobias convierten el oxígeno en dióxido de carbono;

c. ajustar el contenido de agua del contenido del recipiente después de la etapa b) del 50 al 95% en peso de humedad;

d. simultáneamente o con posterioridad a la etapa c) adición de un inóculo bacteriano anaerobio al contenido del 15 recipiente;

e. digestión de forma anaerobia del contenido del recipiente después de las etapas c) y d) a una temperatura comprendida entre 50°C y 75°C, durante un período comprendido entre 4 días y 20 días;

f. separación de subproductos gaseosos resultantes de la etapa e) ;

g. reducción del contenido de agua de los residuos del recipiente entre 40% y 60% en peso de humedad;

h. distribuir uniformemente aire en los residuos del recipiente para crear las condiciones adecuadas para el compostaje aerobio de los residuos para someter, sin agitación, el contenido del recipiente a una presión de entre 1 y 1000 kPa, por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme por el aire de los residuos;

i. ejecutar el compostaje aerobio de los residuos del recipiente por medio de la acción de bacterias aerobias; y j. recuperación del compost resultante de la etapa i) desde el recipiente al finalizar la etapa de compostaje aerobio. 25

2. Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos según la reivindicación 1, caracterizado porque el aire se administra al contenido del recipiente en la etapa a) a una presión de entre 1 y 1000 kPa, por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme por el aire de los contenidos del recipiente.

3. Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos según la reivindicación 2 caracterizado porque el aire se administra al contenido del recipiente a una presión de entre 5 y 50 kPa, por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme por el aire de los contenidos del recipiente.

4. Proceso para tratamiento de material de residuos orgánicos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa h) el aire se administra a los residuos a una presión de entre 5 y 50 kPa por encima de la presión atmosférica para asegurar una penetración uniforme de los residuos por el aire.

5. Proceso de tratamiento de material de residuos orgánicos según la reivindicación 1, caracterizado porque se bombea aire en el contenido del recipiente.