Título

Procedimiento para operación de una instalación de biometanización de residuos sólidos orgánicos, e instalación para llevarlo a cabo.

Ámbito y técnica anterior

La invención tiene aplicación en el ámbito del aprovechamiento de los residuos sólidos urbanos (RSU) , incluyendo la generación de biogas, comúnmente denominada en la técnica como biometanización. En la descomposición de sustancias orgánicas se genera gas, el cual puede ser utilizado como fuente de energía alternativa. Este gas se denomina habitualmente biogás debido a su origen. Un componente importante del biogás es el metano que se genera a partir de la pudrición o descomposición en condiciones anaeróbicas de fracciones orgánicas tanto de origen animal como vegetal .

Según el estado actual de la tecnología se conoce el tratamiento de residuos sólidos urbanos, utilizando biorreactores de fermentación anaeróbica mediante bacterias metanogénicas . La pasta orgánica después de ser sometida a fermentación, denominada comúnmente digesto, se somete a un proceso de centrifugado para obtención de una fracción líquida que se desecha y una fracción sólida que se deposita en eras de compostaje para fermentación aerobia y su transformación en enmienda orgánica o "compost" para su utilización como

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) abono de terrenos y/o en silvicultura (abonos forestales) , pero de esta manera se generan riesgos de explosión pues esta fracción sólida saliente del biorreactor a través de la centrifuga aún mantiene su fermentación anaeróbica como consecuencia de las bacterias anaerobias aún presentes, pasa a una situación aerobia al ser transportada en cintas no estancas desde el birreactor a las centrifuga y de esta hasta las eras de composraje, de manera que va captando oxigeno de forma gradual pudiendo alcanzar un estado de residencia en la cinta transportadora con un contenido de oxigeno comprendido entre aproximadamente el 6 y el 8% y del metano (gas grisú) , la mezcla de cuyos gases puede en determinadas condiciones generar riesgo de explosión.

Adicionalmente en el documento ES 2261048 Al se describe un método y un reactor para tratamiento fermentativo de lixiviados procedentes de vertederos y plantas de tratamiento de residuos sólidos urbanos y la utilización del liquido resultante como abono para plantas. El liquido procedente de lixiviados de residuos sólidos urbanos con una DQO predeterminada se somete a fermentación con microorganismos, para reducir su DQO en una tasa del 50% de la inicial. En una variante, para el tratamiento de fermentación se inoculan bacterias metanogénicas, que se eligen de entre un grupo que comprende Methanobacterium, Methanobrevibacter, Metanospirillum y Methanosarcina o una mezcla de ellas de modo que como producto intermedio es posible la obtención de gas metano (CH4) a partir de la fermentación de los mencionados lixiviados, indicándose la posibilidad de utilizar como

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) fertilizantes liquidos de los lixiviados restantes fermentados .

Además mediante el documento ES2117593 Al se conoce un procedimiento para obtener piensos a partir de "compost" resultante de tratamientos de residuos sólidos urbanos y/o residuos de materia orgánica y utilización del pienso obtenido. Aqui el "compost" resultante es sometido a una etapa de análisis cuantitativo y cualitativo bacteriológico y respecto de elementos y/o compuestos contaminantes y/o acumulativos que se eliminan en una segunda etapa mediante operaciones físicas y químicas hasta alcanzar valores máximos pre-establecidos; a continuación siguen etapas de deshidratación o secado, de molturación y/o tamizado y de liofilización o esterilización (5) para obtener un pienso de base que puede ser opcionalmente enriquecido y/o utilizado para fabricar un pienso compuesto.

Objeto de la invención

Partiendo del estado de la técnica anteriormente descrito, la invención se plantea como objetivo el desarrollo de un procedimiento para operación sin riesgo de explosiones de una instalación para aprovechamiento de residuos sólidos urbanos destinada tanto a la generación de biogás como a la obtención de una fracción sólida que puede utilizarse como enmienda orgánica o incluso como base de piensos para alimentación animal y de una fracción liquida para utilizarla para generar biogás mediante nueva fermentación anaerobia y aprovechar el liquido restante final como abono o fertilizante liquido.

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Este objetivo se alcanza a través de las características de la reivindicación 1. Otras ventajas adicionales resultan de las características indicadas en las reivindicaciones de procedimiento dependientes . Aún constituye otro objeto de la invención una instalación para llevar a cabo el procedimiento conforme se indica en las reivindicaciones 4 y 5.

Según la invención dicho procedimiento comprende:

- una etapa de fermentación anaerobia de una carga de pasta orgánica procedente de residuos sólidos urbanos con la ayuda de bacterias anaerobias; una etapa de separación para obtener una fracción liquida o lixiviado y una fracción sólida de los residuos a partir del digesto o pasta orgánica fermentada;

- una etapa de realimentación para realimentar una parte de fracción liquida como inoculo de bacterias anaerobias a la etapa de fermentación; caracterizándose dicho procedimiento porque adicionalmente están previstas las siguientes etapas: una etapa de fermentación de un resto de fracción liquida mediante bacterias metanogénicas para obtención de gas metano;

- una etapa de filtrado del liquido residual de la etapa de fermentación para posterior tratamiento fisico-quimico para ulterior empleo de dicho liquido como abono liquide- una etapa de secado de la fracción sólida saliente de la etapa de separación para neutralización mediante calor de la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida; y

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) - una etapa de trituración de la fracción sólida que oportunamente tratada puede ser utilizada como enmienda orgánica y/o como materia prima para piensos orgánicos . Conforme una caracteristica adicional de la invención la etapa de secado se lleva a cabo a una temperatura igual o superior a 65° C.

Según la invención puede resultar ventajoso llevar a cabo una etapa de inertización con N _∑ de la fracción sólida.

Además, la instalación según la invención comprende :

- un biorreactor alimentado con una carga de pasta orgánica procedente de residuos sólidos urbanos para fermentación de dicha pasta con la ayuda de bacterias anaerobias; una separadora centrifuga alimentada por el digesto o pasta orgánica procedente del biorreactor, para obtener una fracción liquida o lixiviado y una fracción sólida de los residuos;

- un circuito de retorno para realimentar una parte de fracción líquida como inoculo de bacterias metanogénicas al biorreactor;

- tanques de almacenamiento de un resto de la citada fracción líquida; tanques de fermentación mediante bacterias metanogénicas para obtención de gas metano a partir del resto de fracción líquida de los tanques de almacenamiento; - un filtro para filtrado del líquido residual de los tanques de fermentación y para posterior

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) tratamiento físico-quimico para empleo de dicho liquido como abono liquido; un horno o equipo de secado para secar la fracción sólida saliente de la separadora centrifuga para neutralización mediante calor de la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida; y

- una trituradora para triturar la fracción sólida ya seca (que oportunamente tratada puede ser utilizada como enmienda orgánica y/o como materia prima para piensos orgánicos; y

- dado el caso un dispositivo de inertización para neutralización mediante N ₂ de la fracción sólida; y

- dado el caso, un gasómetro para almacenamiento y posterior utilización del gas obtenido a partir de la fermentación de la fracción liquida restante obtenida en los tanques de fermentación.

Conforme a la invención la instalación comprende ventajosamente un dispositivo generador de energía alimentado por el biogás del gasómetro para alimentar energía al horno de secado de la fase sólida.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la invención resultarán más claramente de la descripción que sigue realizada con la ayuda de los dibujos anexos, referidos a un ejemplo de ejecución no limitativo y en los que:

La figura 1, muestra un diagrama de flujo al procedimiento según la invención. La figura 2 ilustra un diagrama de bloques de una instalación para llevar a cabo el procedimiento según la invención.

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Descripción detallada de una realización preferida

Como se muestra a través de las figuras, la instalación incluye un bioreactor 2 alimentado con una carga de pasta orgánica procedente de residuos sólidos urbanos en la que se lleva a cabo una fermentación anaerobia con la ayuda de bacterias anaerobias;

A continuación el digesto o pasta orgánica procedente del biorreactor es alimentada a una separadora cenrrifuga 3 para obtener una fracción liquida o lixiviado FL y una fracción sólida FS de los residuos .

Puede estar previsto un circuito de retorno 4 para realimentar una parte de fracción liquida PFL como inoculo de bacterias al biorreactor 2.

Un resto de fracción liquida RFL se almacena en tanques de almacenamiento 5 y es sometida a fermentación anaerobia en tanques de fermentación 5 mediante bacterias metanogénicas para obtención de gas metano .

El liquido residual de esta fermentación se filtra a través de filtros 7 y se almacena en tanques 8 para posterior tratamiento fisico-quimico para empleo de dicho liquido como abono liquido.

En relación al tratamiento de la fracción liquida como se ha descrito anteriormente se hace referencia al documento ES 2261048 antes reseñado a nombre del solicitante. La fracción sólida FS saliente de la centrifugadora 3 es sometida a un proceso de secado en un horno 9 para neutralizar mediante calor, de

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) preferencia a una temperatura igual o mayor de 65° C, la flora bacteriana anaerobia aún presente en dicha fracción sólida.

La fracción sólida seca, es decir desprovista de la biota, se alimenta a una trituradora 10 que puede almacenarse en silos o ser empaquetada 10 para su posterior tratamiento y utilización como enmienda orgánica y/o como materia prima para piensos orgánicos.

Para el aprovechamiento de esta fracción sólida se hace aqui mención como referencia al documento ES 2117593 también a nombre del solicitante.

Dado el caso puede llevarse a cabo un procedimiento de inertización adicional mediante N ₂ de dicha fracción sólida con la ayuda de un dispositivo 12.

Dado el caso el biogás generado en los tanques de fermentación 6, puede ser enviado a un gasómetro 13 para su posterior aprovechamiento, por ejemplo para generar energia, a través de un dispositivo generador 14, aplicable al calentamiento del horno 9.

Como resultará fácilmente comprendido por las personas versadas en el arte, lo anteriormente descrito es meramente ilustrativo de un modo de realización preferido de la invención de modo que son posibles modificaciones técnicas de toda Índole.

Suficientemente que ha sido descrito el objeto de la invención, solamente resta señalar que las realizaciones derivadas de cambios de forma, dimensiones y similares, asi como las resultantes de una aplicación de lo anteriormente revelado, deberán considerarse incluidas en su ámbito, de manera que la

HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) invención tan solo estará limitada por el alcance de las siguientes reivindicaciones.

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