Nuevo pre-tratamiento biológico para la gestión de residuos sólidos orgánicos
1.- Residuo A. Residuos a biometanizar mediante digestión anaerobia (por ejemplo FORSU). 2.- Residuo B. Residuo que actúa como fuente de microorganismos para el desarrollo de procesos de digestión anaerobia (por ejemplo, ejemplo lodos anaerobios procedentes de plantas de depuradoras con digestores anaerobios). 3.- Unidad de mezclado de residuos. 4.- Unidad de bombeo.5.- Reactor anaerobio de biometanización. 6.- Compostaje anaerobio.7.- Biogas producido durante la etapa de digestión anaerobia. 8.-Corriente de recirculación de compost maduro hacia la unidad de mezclado. Esta es la única modificación sobre el diagrama de flujo de una planta de biometanización estándar.
El grupo de investigación “Tecnologías del Medioambiente” ha desarrollado un Nuevo procedimiento de operación que permite aumentar por medio de un pre-tratamiento biológico la velocidad de hidrólisis y la biodegradabilidad anaerobia de los residuos pre-tratados.
Introducción
El tratamiento de residuos sólidos mediante digestión anaerobia ha ido adquiriendo cada vez más relevancia en los últimos años. Si bien inicialmente existió un gran escepticismo sobre la eficacia de esta tecnología, actualmente existe un interés creciente en su aplicación, lo que ha dado lugar a las distintas plantas de tratamiento que operan en la actualidad a gran escala.
Tecnología
Este tratamiento es posible dado que el paso de hidrólisis de sustratos solubles particulados es considerado el paso limitante de la velocidad global del proceso de digestión anaerobia. Este pre-tratamiento consiste en la mezcla del residuo sólido orgánico (por ejemplo, la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales, de aquí en adelante FORSU, u otros residuos sólidos orgánicos con similares características físico-químicas) con compost como agente enzimático.
El proceso de operación consiste en la mezcla de residuos sólidos orgánicos, mediante agitación. A continuación, los residuos son sometidos a un proceso de biometanización mediante digestión anaeróbia con compost maduro durante 24 horas a presión y temperatura atmosférica. El compost, usado como agente biológico añadido, se produce en el propio proceso, y su adición se lleva a cabo a través de una recirculación del producto obtenido del compostaje aeróbico hasta la unidad de mezclado ubicada previamente a los digestores anaeróbios. El porcentaje de inoculación varían entre el 2,5 al 5 % en volumen.
Ventajas
Cuando los residuos sólidos orgánicos (por ejemplo FORSU) se someten a este pre-tratamiento, se obtienen como resultado una serie de ventajas, tanto desde el punbto de vista del diseño, como desde el punto de vista de operación del proceso:
Operación
- Alta solubilidad de la materia orgánica en el medio de reacción.
- Dada la solubilidad de la materia orgánica conseguida con el pre-tratamiento, la velocidad global del proceso está bastante menos influenciada por la velocidad del paso de la etapa de hidrólisis.
- La velocidad global del proceso de digestión anaerobia aumenta (160%, en relación al mismo proceso sin pre-tratamiento), dado que aumenta la materia orgánica y por consiguiente también aumenta la velocidad de la etapa de hidrólisis.
Diseño
- Las plantas de biometanización industrial podrían operar a velocidades de carga de materia orgánica mayores, lo que supondría un aumento de la capacidad de tratamiento.
- Disminución de los costes de inmovilizado, derivados del tamaño de los digestores
- Mejora significativa tanto en la producción neta de metano como en la velocidad de la etapa de mecanización (16%).
- El metano producido puede emplearse para la producción de electricidad por cogeneración, tanto para el funcionamiento de la instalación, como para la red eléctrica.
- No se necesita una elevada inversión para la adaptación de las plantas actualmente en funcionamiento a este nuevo pre-tratamiento. Solamente sería necesaria una recirculación del producto procedente del compostaje hasta la unidad de mezclado, ubicada previamente a los digestores anaerobios.
» DESCARGAR PDF (40,00 KB)