ES2308875B1

ES2308875B1 - Sistema para el tratamiento de purines de cerdo.

Info

Publication number: ES2308875B1
Application number: ES200502850A
Authority: ES
Inventors: Rodrigo Del Pozo Fernandez; Victorino Diez Blanco
Original assignee: Bledeng S A; BLEDENG SA
Current assignee: Bledeng S A; BLEDENG SA
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2009-12-29
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: ES2308875A1

Abstract

Sistema para el tratamiento de purines de cerdo.

El sistema está destinado al tratamiento de purines de cerdo, caracterizado porque comprende dos etapas, la segunda de ellas opcional, mediante el que se obtiene un efluente libre de sólidos con una carga orgánica y nitrogenada que los hacen aptos para el riego en elevada superficie, así como dos tipos de sólidos compostables por volteo en pila. La segunda fase permite obtener un efluente apto para vertido directo o reutilización. El sistema está destinado preferentemente a ser aplicado en instalaciones de pequeño y mediano tamaño.

Description

Sistema para el tratamiento de purines de cerdo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para el tratamiento de purines de cerdo, mediante el cual se genera, en una fase, un efluente libre de sólidos, con menor carga orgánica y nitrogenada que es apto para riego y en otra y opcionalmente, y mediante la aplicación de un segundo tratamiento, la eliminación de la materia orgánica y nitrogenada. Existe una planta prototipo a escala real funcionando en la actualidad.

Antecedentes de la invención

Actualmente no existe una solución de tratamiento de purines universalmente válida para todos los casos. El tamaño y distribución de las granjas condiciona drásticamente el tipo de sistema de gestión a emplear. Este problema se agudiza en las instalaciones de pequeño y mediano tamaño (de hasta 1000 madres), sobretodo si no se encuentran cerca de una instalación de tratamiento colectivo.

Las plantas de cogeneración, (la más extendida) está muy limitada por la concentración de granjas, el precio del gas y la prima eléctrica. Las soluciones a menor escala no se han implantado porque no están optimizadas para el tamaño y capacidad de inversión y explotación de las empresas del sector porcino. Se han venido probando sistemas clásicos de tratamiento del agua residual (físico-químicos y biológicos), con ligeras adaptaciones. Sin embargo la alta carga y características especificas de los purines exigen un cambio de enfoque en el tratamiento

Descripción de la invención

El sistema objeto de esta patente se refiere a un sistema de tratamiento, del que ya existe una planta operando en una granja de 300 madres en ciclo cerrado, que parte de considerar el purín como un fango y no como un agua residual. Por consiguiente, y en una primera fase, se emplearán sistemas y equipos de tratamiento de fangos, adaptados en consonancia. Esta fase genera, por un lado, un efluente libre de sólidos, con menor carga orgánica y nitrogenada que es apto para riego cuando se dispone de superficie suficiente. Por otro lado, se generan dos tipos de sólidos fácilmente compostables. A la fase líquida separada se le aplica, cuando es necesario, un segundo tratamiento biológico para terminar de eliminar la materia orgánica y nitrogenada.

En la primera fase de separación de sólidos, al considerar el purín como un fango, similar a los fangos biológicos secundarios, se procede siguiendo las siguientes etapas:

1.-: A una agitación de la balsa de recepción del purín, mediante una hélice.

2.-: Al bombeo del purín a un tamiz a presión, en el que se separan los sólidos fibrosos (pelos, grano, etc), El sólido generado tiene estructura y humedad adecuadas para ser compostados directamente por volteo en pila.

3.-: El purín tamizado es conducido hasta un mezclador en el que se le adiciona cal directamente desde una tolva, con lo que se obtiene el doble efecto de coagular el purín y estabilizar el fango generado.

4.-: El purín coagulado es bombeado a un mezclador estático de dos fases, con diferentes diámetros con lo que se evita la formación de depósitos en su interior que alteren la hidráulica del sistema. En dicho mezclador se produce la floculación mediante la adición de un polielectrolito.

5.-: El purín floculado es conducido a un decantador centrífugo que presenta una reducción del diámetro del deflector-separador sólido-líquido interno para mejorar la calidad del rechazo, Se genera un sólido con una porosidad insuficiente para ser comportado directamente por volteo en pila, por lo que es mezclado con un residuo que le aporte estructura, como puede ser la paja o restos de poda, con lo que el resultado es fácilmente transportable y almacenable.

6.-: La corriente de rechazo de la centrífuga, presenta un elevado volumen de aire en forma de microburbujas, generadas por la compresión y descompresión del líquido por el efecto centrífugo. Esta corriente se introduce por la parte inferior del tanque flotador, con lo que las microburbujas provocan la formación de una capa de natas superficiales que contienen los flóculos de menor tamaño que no han sido antes retirados por la centrífuga.

El resultado del tratamiento en todas estas etapas es la obtención de un líquido libre de sólidos, con una reducción de carga de un 90% de DQO y de un 35% en nitrógeno, que es utilizable para riego en superficie suficiente, ya que el contenido en nitrógeno es importante.

La segunda fase de eliminación biológica (opcional), debe considerarse si no se dispone de la superficie necesaria para regar con un efluente de nitrógeno elevado, por lo que es necesario un sistema de nitrificación-desnitrificación. La clave de los sistemas biológicos aerobios de nitrificación es minimizar la competencia por el oxígeno del nitrógeno y la materia orgánica; por ello es imprescindible eliminar la mayor parte de la última.

Para evitar la competencia por el oxígeno en los sistemas de nitrificación con DBO_{5} elevada, es imprescindible un sistema previo de alta capacidad de eliminación de carga orgánica, consistente en un pre-tratamiento metanogénico, que supone una novedad en los ya escasos sistemas biológicos probados con purines.

El sistema a que se refiere la patente, en su segunda fase, parte de la correcta eliminación previa de la materia orgánica sólida en la primera fase, que reducirá además la limitación por hidrólisis y el reactor metanogénico.

Para ello el reactor anaerobio estricto permite:

A.-: El crecimiento de bacterias metanogénicas, con gran capacidad de retención de biomasa y operando por encima de la temperatura ambiente.

B.-: Elevada retención de biomasa floculenta por un sistema de compartimentos en serie mediante tabiques dobles, de modo que el flujo es ascendente en las cámaras donde se retiene la biomasa y descendente entre una cámara y otra. El dimensionado de las cámaras y los tabiques es tal que el flujo ascendente mantiene un lecho de biomasa en suspensión en el fondo de la cámara, sin que haya arrastres significativos de biomasa.

C.-: La desgasificación y retención de biomasa en la última cámara para evitar la salida de fango por flotación, mediante la utilización de un relleno plástico ordenado en lamelas.

D.-: La recirculación desde la última cámara a la primera, lo que permite mantener el flujo hidráulico adecuado.

E.-: Mantener la temperatura estable, evitando pérdidas de calor y contacto con el oxigeno del aire mediante el cerramiento de las cámaras.

F.-: Recogida del biogás generado para su utilización con caldera de combustión opcional, como fuente excedentaria de energía para la calefacción del reactor y otros usos.

A continuación el sistema dispone de un reactor aerobio tipo fangos activos, que actúa realizándose la oxidación de la materia orgánica residual así como la oxidación del nitrógeno amoniacal a nitrato y nitrito, mediante una balsa de aireación dotada de difusores de aire o turbina, con control automático de oxigeno para minimizar el consumo eléctrico de la aireación, que comprende además un decantador con recirculación y purga de fango y la eliminación de natas del decantador.

El fango de purga y las natas superficiales son bombeadas a la cámara de mezcla anteriormente reseñada en la primera fase.

El sistema comprende también la recirculación de una parte del efluente a la primera cámara del reactor anaerobio, para la desnitrificación. De este modo la primera de las cámaras anaerobias adquiere un marcado carácter anóxico.

Por último el sistema comprende la desinfección para reutilización del agua, que se realiza mediante la utilización de lámparas ultravioleta o adición de hipoclorito sódico, lo que permite la reutilización del efluente en la limpieza de las naves que contienen a los cerdos.

Claims

1. Sistema para el tratamiento de purines de cerdo, caracterizado porque comprende dos fases, una primera separación físico-química basada en sistemas de tratamientos de fango y un tratamiento biológico posterior.

2. Sistema, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque en la primera fase de separación de sólidos, se procede a la agitación del purín en una balsa de recepción mediante una hélice, seguido del bombeo del purín a un tamiz de presión que genera, por un lado un sólido fibroso y por otro lado un purín tamizado y finalmente la adición directa de cal al purín en una cámara de mezcla.

3. Sistema, según la reivindicación 2ª, caracterizado porque tras la etapa de adición directa de cal al purín, se realiza la floculación mediante la adición de un polielectrolito en un mezclador estático de dos fases, de diferentes diámetros.

4. Sistema, según la reivindicación 3ª, caracterizado porque tras la etapa descrita en la misma, se realiza la separación del purín floculado en un decantador centrífugo que presenta una reducción del diámetro del separador interno para generar un rechazo de alta clarificación y un sólido.

5. Sistema, según la reivindicación 4ª, caracterizado porque tras la etapa de separación descrita en la misma, se introduce el rechazo en un tanque flotador, formándose por un lado una capa de natas y por otro el efluente libre de sólidos.

6. Sistema, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque el tratamiento biológico comprende una primera etapa de tratamiento anaerobio en un reactor anaerobio estricto tabicado, con muro doble formando cámaras cerradas, operando a temperatura controlada por encima de la temperatura ambiente, con flujo ascendente en las cámaras y descendente entre cámaras, con recogida de biogás en todas las cámaras.

7. Sistema, según la reivindicación 6ª, caracterizado porque se realiza una desgasificación y retención de biomasa en la última cámara del reactor al tener un relleno de plástico ordenado como las lamelas inclinadas.

8. Sistema, según la reivindicación 6ª, caracterizado porque el reactor dispone de una recirculación desde la última cámara a la primera.

9. Sistema, según la reivindicación 6ª, caracterizado porque comprende una segunda etapa de tratamiento biológico, consistente en la oxidación del efluente en una balsa de aireación con difusores de aire, con control automático de oxígeno y decantador posterior, que incluye la decantación, clarificación, recirculación y purga de fango y la eliminación de natas del decantador.

10. Sistema, según la reivindicación 9ª, caracterizado porque el fango de purga y las natas son bombeadas a la cámara de mezcla.

11. Sistema, según la reivindicación 9ª, caracterizado porque una parte del efluente se recircula a la primera cámara del reactor anaerobio, y otra parte va a desinfección del efluente final para su posterior reutilización.