PETRATAMIENTO BIOLOGICO DE RESIDUOS SOLIDOS ORGANICOS.
Pretratamiento biológico de residuos sólidos orgánicos.
La invención consiste en un procedimiento operativo a través del cual,
mediante la aplicación de un pretratamiento biológico consistente en la mezcla de compost maduro, con la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, u otro residuo sólido de características físico-químicas similares, se consigue acelerar la velocidad de hidrólisis y aumentar la biodegradabilidad anerobia del residuo, ya que la degradación de un sustrato soluble particulado es el paso limitante en la digestión anaerobia
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200801282.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE CADIZ.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: CÁDIZ.
Inventor/es: ROMERO GARCIA,LUIS ISIDORO, SALES MARQUEZ,DIEGO, ALVAREZ GALLEGO,CARLOS, FERNANDEZ GUELFO,LUIS ALBERTO.
Fecha de Solicitud: 5 de Mayo de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 1 de Septiembre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B09B3/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › 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.
- C02F11/04 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 11/00 Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto. › Tratamiento anaerobio; Producción del metano por tales procesos.
Clasificación PCT:
Fragmento de la descripción:
Pretratamiento biológico de residuos sólidos orgánicos.
Sector de la técnica
La presente invención se encuadra en el sector técnico de procesos de tratamiento de residuos sólidos, concretamente en el relativo a tratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos mediante técnicas aerobias (compostaje) o anaerobias (digestión anaerobia).
Estado de la técnica
El tratamiento de residuos sólidos, como son la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos (FORSU), mediante el proceso de digestión anaerobia, ha estado cobrando en los últimos años cada vez más importancia. Aunque inicialmente existía un gran escepticismo en cuanto a la eficacia de tratamiento de este tipo de tecnología, actualmente se ha producido un cambio hacia su aceptación general, hecho que se refleja en las distintas plantas de tratamiento que están operando a escala industrial.
De hecho, en España existen actualmente 19 plantas de biometanización de la 87 existentes a nivel Europeo. Además, se prevé que el número de plantas actual se incremente en los próximos años como consecuencia de la inminente aprobación del II Plan Nacional de Residuos Urbanos (II PNRU, 2008-2015). Entre los objetivos de este II PNRU está el gestionar, para el año 2012, el 10% de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) generados mediante la biometanización (como referencia cabe mencionarse que en año 2004 se estaba gestionando tan sólo el 1,4% de los RSU generados).
Es comúnmente reconocido por la comunidad científica que una de las etapas más lentas de la velocidad global del proceso de degradación anaerobia termofílica de la FORSU es la hidrólisis del residuo.
En la degradación anaerobia termofílica de bajo contenido en sólidos (4-15% en Sólidos Totales), la etapa limitante de la velocidad es la metanogénesis a partir de los ácidos grasos volátiles generados durante la hidrólisis. No obstante, en los procesos de digestión seca (15-30% en Sólidos Totales) muchos autores han descrito que la etapa más lenta es la hidrólisis del material particulado y la solubilización de la materia orgánica en el medio líquido.
En este sentido, mediante la aplicación de pretratamientos físico-químicos y/o biológicos a la FORSU puede conseguirse un aumento en la velocidad de hidrólisis y un aumento de su biodegradabilidad anaerobia. Estos pretratamientos son particularmente efectivos cuando la alimentación del proceso de digestión anaerobia se corresponda con FORSU procedente de una planta industrial de tratamientos de basuras ya que, en este caso, la elevada granulometría del residuo presenta dificultades desde el punto de vista hidrolítico.
En el caso de las plantas industriales de tratamiento de basuras, la fracción orgánica se obtiene tras una serie de etapas de procesamiento previas y finalmente se separa a través de un trommel (con luz de paso comprendidas entre 30 y 90 mm). En consecuencia la FORSU se encuentra en forma particulada y la hidrólisis y solubilización de la materia orgánica puede verse sensiblemente aumentada mediante el uso de los pretratamientos indicados.
La presente invención se centra en la aplicación de pretratamientos de tipo biológico sobre la FORSU. Hoy en día se realizan diversos estudios para el pretratamiento de residuos lignocelulósicos, con el empleo e inoculación de enzimas específicas capaces de hidrolizar este tipo de material.
También se han llevado a cabo estudios en los que, dependiendo del tipo residuo (residuos domésticos, aguas residuales de la industria maderera, aguas residuales de destilería, etc...), el ataque enzimático se realiza con distintos tipos de hongos o combinaciones entre ellos (Asperguillus níger, Aspergillus awamori, Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus, etc.).
Las principales variables de operación en los pretratamientos de tipo biológico suelen ser el tipo de inóculo empleado como agente enzimático, el porcentaje de inoculación y el tiempo de contacto entre el residuo y el inóculo.
Explicación de la invención
La invención consiste en un procedimiento operativo a través del cual, mediante la aplicación de un pretratamiento biológico consistente en la mezcla de un residuo orgánico sólido (por ejemplo la FORSU u otro residuo sólido orgánico de características físico-químicas similares) con compost como agente enzimático, se consigue acelerar la velocidad de hidrólisis y aumentar la biodegradabilidad anaerobia del residuo sometido a pretratamiento, ya que se considera que la etapa hidrolítica de un sustrato soluble particulado es el paso limitante de la velocidad global del proceso de digestión anaerobia.
El procedimiento operativo consiste en mezclar, mediante agitación, el residuo orgánico sólido, que será posteriormente biometanizado mediante digestión anaerobia, con compost maduro durante 24 horas a presión atmosférica y temperatura ambiente. El compost utilizado como agente biológico adicional, se genera en el mismo procedimiento y su adición se realiza mediante una recirculación del producto resultante del compostaje aerobio hasta la unidad de mezclado previa a los digestores anaerobios. El porcentaje de inoculación con compost debe estar comprendido entre el 2,5% y el 5% en volumen.
Cuando un residuo sólido orgánico, como es la FORSU, se somete al pretratamiento mencionado, se obtienen las siguientes ventajas desde el punto de vista del diseño de los reactores anaerobios y de la operación del proceso:
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos caracterizado porque a la mezcla del residuo orgánico sólido a tratar, con el residuo que actúa como fuente de microorganismos para el desarrollo de la digestión anaerobia, se añade un nuevo agente biológico constituido por compost maduro durante 24 horas, a presión atmosférica y temperatura ambiente.
2. Procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos, según reivindicación 1, caracterizado porque el compost utilizado como agente biológico adicional, se genera en el mismo procedimiento.
3. Procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la adición del compost utilizado como agente biológico adicional se realiza mediante una recirculación del producto resultante del compostaje aerobio hasta la unidad de mezclado previa a los digestores anaerobios.
4. Procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el porcentaje de inoculación del compost debe estar comprendido entre el 2,5% y 5% en volumen respecto al volumen total de residuo que pretende ser pretratado.
5. Procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la mezcla se realiza en agitación.
6. Uso del procedimiento para el desarrollo de pretratamientos biológicos de residuos sólidos orgánicos, según reivindicaciones 1 a 5 en plantas industriales de biometanización.
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