ES2639217T3 - Procedimiento y dispositivo de tratamiento de una biomasa mezclada con agua para producir agua potable, biogás y materias secas combustibles - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de tratamiento de una biomasa mezclada con agua para producir agua potable, biogás y materias secas combustibles Download PDF

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Abstract

Procedimiento de tratamiento de una biomasa (1) mezclada con agua para producir de forma desacoplada materias secas combustibles (14), agua potable (12) y biogás (13A, 13B), no conteniendo dicha agua potable (12) ninguna materia suspensión, y teniendo un contenido en materia seca estrictamente inferior al 1%, comprendiendo dicho procedimiento sucesivamente las siguientes etapas: (a) someter dicha biomasa (1) mezclada con agua a una fermentación anaerobia en al menos un primer fermentador anaerobio (2) que comprende al menos dos conductos de salida (3a; 3b) unidos directamente a dicho primer fermentador anaerobio (2), dando como resultado un digerido líquido concentrado (17) y biogás (13A), y (b) bombear y moler dicho digerido líquido concentrado (17) por medio de al menos una bomba/molino (4) dando como resultado un digerido líquido concentrado molido (27), y (c) separar (5) las fibras y las partículas de dicho digerido líquido concentrado molido (27) para obtener por un lado un agua clarificada (24) mezclada con un resto de un digerido líquido molido (25A) y por otro lado un digerido húmedo concentrado molido (25B) el cual pasará a al menos un dispositivo de lisis (18C, 18B), (d) hacer pasar dicha agua clarificada (24) mezclada con un resto de un digerido líquido molido (25A) a al menos un extractor de agua (6) para obtener por un lado agua potable (12) y por otro lado dicho resto de un digerido líquido molido (25A) el cual pasará a al menos un dispositivo de lisis (18A, 18B), después a continuación (e) obtener un digerido húmedo concentrado molido y lisado (37) procedente de la mezcla del lisado del resto de digerido líquido molido (25A) con el digerido húmedo concentrado molido (25B), (f) devolver dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B), sin ninguna pérdida del mismo, - al primer fermentador anaerobio (2) en el caso de un procedimiento que comprende un único fermentador anaerobio (2) para producir materias secas combustibles (14) y para producir dicho biogás (13A), - y a al menos un segundo fermentador anaerobio (10), que comprende al menos dos conductos de salida (3E; 3f) unidos directamente a dicho segundo fermentador anaerobio (10), en el caso de un procedimiento que comprende al menos dos fermentadores anaerobios (2, 10) para producir materias secas combustibles (14) y para producir una primera fracción (13A) de dicho biogás y una segunda fracción (13B) de dicho biogás, (g) deshidratar para producir dichas materias secas combustibles (14), por medio de un dispositivo de deshidratación (16) que recibe por un lado dicho digerido líquido concentrado (17) mezclado con dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) y expulsando por otro lado un agua de deshidratación (15) a través de al menos un conducto (15A) directamente en al menos un fermentador anaerobio (2, 10), estando dicho dispositivo de deshidratación (16) unido directamente a través de al menos un único conducto de evacuación (3B, 3E) a al menos una salida de dicho primer fermentador anaerobio (2) en el caso de un dispositivo que comprende un único fermentador anaerobio (2), y estando unido directamente a través de al menos un único conducto de evacuación (3B, 3E) a al menos una salida de dicho segundo fermentador anaerobio (10) en el caso de un dispositivo que comprende al menos dos fermentadores anaerobios (2, 10), siendo dicho digerido líquido concentrado (17) mezclado en dicho al menos un fermentador anaerobio (2, 10) con dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) después de la reinyección de la totalidad de dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) en al menos un fermentador anaerobio (2, 10).

Description

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unido a dicho al menos un primer fermentador anaerobio (2), siendo dicha etapa complementaria una etapa de control de la calidad de la biomasa por medio de la viscosidad y de una medición rápida de la biodegradabilidad.
Mediante el procedimiento de la presente invención puede obtenerse estruvita, estruvita que se obtiene en cada salida del extractor de agua (6) a nivel de los conductos (39, 42) y por encima del extractor de agua (6) a nivel del conducto (41).
Las materias secas (14) son preferiblemente combustibles, pero también pueden ser humidificables o compostables.
La presente invención concierne a un dispositivo de tratamiento de una biomasa (1) mezclada con agua para producir de forma desacoplada agua potable (12) y biogás (13A, 13B) y materias secas combustibles (14), comprendiendo dicho dispositivo:
(i)
al menos un primer fermentador anaerobio (2) que comprende al menos dos conductos de salida (3a; 3b) unidos directamente a dicho primer fermentador anaerobio (2), el cual recibe la biomasa (1) mezclada con agua y produce biogás (13A) mediante la fermentación de un digerido líquido concentrado (17),
(ii)
al menos una bomba/molino (4) para bombear y moler dicho digerido líquido concentrado (17) dando como resultado un digerido líquido molido (27), estando dicha bomba/molino (4) unida directamente a dicho primer fermentador anaerobio (2) a través del conducto de salida (3a),
(iii) al menos un separador de fibras y de partículas (5) para separar por un lado un agua clarificada (24) mezclada con un resto de un digerido líquido molido (25A), y por otro lado un digerido húmedo concentrado molido (25B) el cual pasará a al menos un dispositivo de lisis (18C, 18B), estando dicho separador de fibras y de partículas (5) unido directamente a dicha bomba/molino (4),
(iv)
al menos un extractor de agua (6) en el que entra dicha agua clarificada (24) mezclada con dicho resto de un digerido líquido molido (25A) y que extrae por un lado agua potable (12) y por otro lado dicho resto de un digerido líquido molido (25A), estando dicho extractor de agua (6) unido directamente a dicho separador de fibras y de partículas (5),
(v)
dicho al menos un dispositivo de lisis (18A, 18B, 18C) adaptado para lisar dicho resto de un digerido líquido molido (25A) y dicho digerido húmedo concentrado molido (25B) y un digerido húmedo concentrado molido y lisado
(37)
procedente de la mezcla de lisis de dicho resto de un digerido líquido molido (25A) con dicho digerido húmedo concentrado molido (25B), estando dicho dispositivo de lisis (18A, 18B) unido directamente a dicho extractor de agua
(6)
y estando dicho dispositivo de lisis (18C) unido directamente a dicho separador de fibras y de partículas (5),
(vi)
al menos un conducto (40A, 40B) que permite la salida de un digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) de dicho dispositivo de lisis (18B) y ser devuelto sin ninguna pérdida del mismo,
-al primer fermentador anaerobio (2) en el caso de un dispositivo que comprende un único fermentador anaerobio (2) para producir dicho biogás (13A) y dichas materias secas combustibles (14),
-y a al menos un segundo fermentador anaerobio (10) que comprende al menos dos conductos de salida (3E; 3f) unidos directamente a dicho segundo fermentador anaerobio (10), el cual recibe por un lado dicho digerido líquido concentrado (17) a través de un conducto (3c) unido directamente al primer fermentador anaerobio (2), y recibiendo por otro lado dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) así como un agua de deshidratación (15) en el caso de un dispositivo que comprende al menos dos fermentadores anaerobios (2, 10) para producir una primera (13A) y una segunda fracción (13B) de dicho biogás,
(vii) al menos un dispositivo de deshidratación (16) que recibe dicho digerido líquido concentrado (17) mezclado con dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) y que produce por un lado dichas materias secas combustibles (14), expulsando dicho dispositivo de deshidratación (16) por un lado a través de al menos un conducto (15A) dicha agua de deshidratación (15) directamente en al menos un fermentador anaerobio (2; 10), estando dicho dispositivo de deshidratación (16) unido directamente a través de al menos un único conducto de evacuación (3B, 3E) a al menos una salida de dicho primer fermentador anaerobio (2) en el caso de un dispositivo que comprende un único fermentador anaerobio (2), y estando unido directamente a través de al menos un único conducto de evacuación (3B, 3E) a al menos una salida de dicho segundo fermentador anaerobio (10) en el caso de un dispositivo que comprende al menos dos fermentadores anaerobios (2, 10), siendo dicho digerido líquido concentrado (17) mezclado en al menos un fermentador anaerobio (2, 10) con dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) después de la reinyección de la totalidad de dicho digerido húmedo concentrado molido y lisado (37, 37A, 37B) en dicho al menos un fermentador anaerobio (2, 10).
En el dispositivo de la presente invención al menos un conducto (3a) permite que dicho digerido líquido concentrado
(17) salga del fondo de dicho al menos un primer fermentador anaerobio (2) y entre en dicha al menos una bomba/molino (4). Al menos un separador de fibras y de partículas (5) recibe un digerido líquido molido (27) y expulsa por un lado un digerido húmedo concentrado molido (25B) y por otro lado agua clarificada (24) mezclada con un resto de un digerido líquido molido (25A), estando dicho al menos un separador de fibras y de partículas (5)
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Tabla 2:
Criterios:
Técnicas anteriores: Presente invención:
Unidades
Valor mínimo o el peor Valor máximo o el mejor Tecnología normalizada en Alemania El documento EP 2390235 A1 El documento DE 102004 030482 A1 Patente US 6,398,849 B1 Sin dispositivo de lisis Con un dispositivo delisis
Primeras sustancias admisibles para producir el biogás
Biomasa utilizada hierba + agua hierba + agua hierba + agua hierba + agua hierba + agua hierba + agua
Volumen de biogás por unidad de biomasa Ref.: ISO 11734 ; artículo de Angelidaki & Sanders, 2004
Nm3 de biogás/tonelada de sustancias secas 150 500 230 255 248 220 405 470
Energía producida por unidad de biomasa mediante la combustión de materias secas combustibles
kWh/tonelada de sustancias secas combustibles 2 2500 780 870 838 600 1300 1650
Volumen del reactor anaerobio para producir 1 Nm3 de biogás por día Ref.: OE NORM S 2207-1 y 2207-2
m3 2,3 0,5 1,2 1,5 1,6 2 0.7 0.6
Calidad del agua después del tratamiento (directivasUE 91/271/CE y 98/15/CE)
Calidad del agua después del tratamiento A F A E, F E, F E, F E, F E, F

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