ES2609734A1

ES2609734A1 - Instalación y procedimiento para depuración de residuos orgánicos con presencia de agua

Info

Publication number: ES2609734A1
Application number: ES201500746A
Authority: ES
Inventors: Anna María PORTELL HIELO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-24
Anticipated expiration: 2035-10-15
Also published as: ES2609734B1

Abstract

Instalación y procedimiento para depuración de residuos orgánicos con presencia de agua. La instalación comprende: - unos medios para la alimentación de residuo orgánico, - un separador sólido-líquido (4), por el cual discurre el residuo orgánico, - un equipo de secado mecánico (11) de los lodos retenidos en el separador sólido-líquido (4), - una caldera de biomasa (12), alimentada con un combustible que comprende los lodos secos que salen del equipo de secado mecánico (11), - un sistema de evaporación de múltiple efecto (7) con aporte de calor por la caldera de biomasa (12) y por donde circula el residuo permeado procedente del separador sólido-líquido (4), - un precalentador (9) del residuo orgánico previo a su entrada al sistema de evaporación de múltiple efecto (7) y con aporte de calor por los gases que lo abandonan, los cuales se condensan.

Description

Instalación y procedimiento para depuración de reslGnos organlcos con presen(!la de agua.

SECTOR TÉCNICO DE LA INVENCIlt;ÓN

La presente invención se refiere a sistemas para el tratamiento, depuración y revalorización de residuos orgánicos con presencia de agua, taJes como purines, efluentes agricolas, aguas residuales, etc. Se aborda el desarrollo de una instalación para la depuración de residuos y el procedimiento que lleva a cabo.

ESTADO DE LA TÉCNICA

A fecha actual la depuración de residuos orgánicos acuosos, tales como purines de cerdo, efluentes agrícolas, lodos de mataderos, etc. es un problema de compleja solución y por lo general costoso. En ciertos casos ha sido rentable la instalación de grandes plantas depuradoras, pero a nivel de pequeñas y medianas explotaciones las soluciones son todavía muy precarias.

En el caso de los purines. una solución muy extendida han sido las plantas de biogás, en las cuales el residuo es metani2:ado por medio de una acción bacteriana y el gas es posteriormente quemado para producir energía Estas instalaciones están pensadas para trabajar sobre grandes cantidades de residuo enviadas por un gran número de empresas, soslayando la posibilidad de solucionar el problema in silu en cada explotación. Por otra parte, no consiguen eliminar la totalidad del residuo, puesto que permanece un gran volumen de fluido contaminante que ha de ser procesado en otras industrias y en muchas ocasiones han resultado ser procesos poco rentables cuando no se dispone de subvenciones.

Las soluciones in situ para las g;ranjas productoras de purines se han centrado especialmente en la separación sólido-Iíquido. Con este proceso se consigue extraer una fracción importante de los sólidos, los cuales son tradicionalmente revalorizados como

abono agrícola, y se genera un fluido penneado con una carga de contaminantes inferior a la de entrada, de modo que se puede verter sobre los campos de una fonna menos restrictiva. De todas formas. este perrneado continúa siendo un fluido tóxico susceptible de provocar serios problemas ambientales, con lo cual el problema no se soluciona completamente.

Alternativas como la ósmosis inversa y los procedimientos de coagulación y floculación han sido experimentadas alcanzando a veces buenos resultados pero siendo nonnalmente desechadas por el excesivo coste energético del tratamiento, además de que seguían presentando el problema de la no depuración completa.

La invención objeto de la presentf: solicitud se enfoca hacia la resolución de estos problemas, para lograr estaciones depuradoras que puedan ser instaladas en pequeñas y medianas explotaciones y funcionar de mmera autónoma y barata, a la vez que depuren la totalidad del residuo o su gran mayoría.

El Estado de la Técnica más próximo a la presente invención, es a juicio de los inventores el reflejado en el documento de patente ES2387289_Al. En él se describe una instalación y procedimiento que busca ol~etivos semejantes a los de esta solicitud, pero adolece de ciertos problemas. Por una paTte, el secado de los lodos residuales mediante el humo de una caldera donde se incinera la biomasa tiende a ser muy poco rentable y normalmente la energía contenida en el humo no será suficiente para el secado, además de que implica la necesidad imperativa de instalar un extractor de humos de elevado consumo energético. Por otra parte, el empleo de los condensados como fuente de energía para el precalentamiento requiere de unos intercambiadores de calor costosos y un bombeo excesivo. La solución general que se muestra en la presente solicitud, conduce a un importante ahorro energético con respecto a los sistemas expuestos hasta aquí.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Los residuos orgánicos con presenda de agua procedentes de todo tipo de industrias poseen una fracción de materia seca que habitualmente presenta un poder calorífico inferior elevado, lo cual permite su aprovl:chamiento como biomasa combustible. En otras

aplicaciones, como en el caso de los puriJ:les de origen ganadero, esta biomasa también se puede revalorizar como abono agrícola y fertilizante.

La invención de esta solicitud hace uso del poder calorífico de una fracción sólida separada mediante su combustión en una caldera de biomasa. El calor desprendido se emplea para evaporar el agua del n::siduo acuoso restante, la cual se condensa posteriormente, de modo que por una parte obtenemos agua descontaminada, apta diferentes usos como riego, vertido a caudal público, etc, y por otra parte la fracción sólida se ha purificado mediante su combustión, la cual genera unas cenizas reaprovechables en industrias como la agraria (fertilizantes, acondicionamiento de suelos, etc). Los gases despren.didos comprenden un CO2 neutro al tratarse de materia orgánica y los óxidos de nitrógeno están ausentes o en una proporc:ión muy pequeña, dependiendo de los residuos a tratar.

El primer proceso que se lleva a cabo es la adecuación del residuo a depurar a un sistema de evaporación de múltiple efecto. Esta adecuación consiste en un homogeneizado, trituración y separación sólido-líquido. Es importante para el correcto funcionamiento del sistema que el residuo entre en condiciones lo más homogéneas posible. De lo contrario algunos equipos como los de filtrado pueden sufrir alteraciones en su funcionamiento. Para lograr que las condiciones fisicas del residuo a tratar sean constantes se dispone de dispositivos de agitación y mezcla en las fosas o depósitos que lo acumulan. Posteriormente, cuando el sistema de la invención demanda residuo, éste es impulsado desde su recipiente por medio de un sistema de bombeo con acción mecánica trituradora, reduciendo el tamaño de las partículas sólidas que superan una determinada granulometría. Por último, el residuo ya triturado se impulsa hasta un dispositivo de separación sólidolíquido. En este equipo se separan la may,or parte de los sólidos disueltos y en suspensión, siendo habitual para un equipo de microfiltración de 100 micras con presencia de torta filtrante y malla de polipropileno con doble cru:zamiento un porcentaje de sólidos totales retenidos del 75% ó más. Para los sólidos en suspensión se comprueba que este porcentaje es mayor. En la presente invención se contemplan mallas de filtrado de hasta incluso micra.

Mediante la separación sólido-líquido mencionada logramos las siguientes ventajas:

Separación de una gran parte de los sólidos en suspensión. tales como coloides

orgánicos. Estos componentes suelen dar problemas en los sistemas de evaporación de múltiples efectos, especialmente e:n los de circulación natural, que trabajan mejor cuando los sólidos se encuentran disueltos y no precipitan ni floculan.

Bajo grado de ensuciamiento de los evaporadores. Uno de los mecanismos que más condicionan el ensuciamiento en las aplicaciones que tratan residuos con contenido orgánico es el de deposición de partículas en suspensión y tennoforesis de las mismas. Como el separador sólido-líquido retiene una gran parte de la materia seca en suspensión, este efecto se ve reducido. Generación de un caudal pequeñ.o de residuo concentrado en forma de lodo, a la salida de los evaporadores. El concentrado que sale de los evaporadores posee una fracción sólida rica en materia orgánica de alto poder calorífico, por tanto su destino es la combustión en la caldlera de biomasa Para esto puede ser necesario un proceso de secado. que requerirá de una energía directamente proporcional a lo grande que sea el caudal a tratar. Logrando una retención de sólidos superior al 70%, este caudal es muy pequeño.

Una vez filtrado el residuo, la fiacción del mismo que ha penneado la malla filtrante del separador sólid(rlíquido es impulsada hasta un sistema de evaporación de múltiple efecto, donde se separa el agua contenida. Este fluido permeado contiene inicialmente un porcentaje de materia seC¡:L muy bajo, habitualmente inferior al 5% y siendo común un 2,5%. Otra característica notable es que su viscosidad, que para la mayoría de aplicaciones es inferior a los IScP, se ha reducido mucho con respecto a la propia del residuo crudo, que puede llegar a ser superior a los 20OCP. Estos valores bajos de viscosidad facilitan en gran medida la circulación del producto en los evaporadores, especialmente en los de circulación natw~al. ya que carecen de bomba de recirculación y dependen de la fonnación de burbujas en c:bullición.

A la fracción del residuo que ha sido retenida por el separador sólido-Iíquido le llamamos quot;lodo retenidoquot; y recibe un tratamiento de secado mecánico, preferentemente por compactación con tomillo sin fm. Todo proceso de secado mecánico tiende a ser más

barato que cualquier proceso de secado térmico, siendo ésta una ventaja de la que bace uso la invención. Los compactadores que han sido ensayados para el desarrollo de la presente solicitud, ejercen una presión muy elevada sobre el lodo retenido gracias a motores de 3Kw de potencia y tomillo sin fin con hélice engrosada en su tramo fmal de compactación. Además, se aprecia un efecto abrasivo qU(: causa un aumento de la temperatura del lodo, lo cual acelera el proceso de secado. Concreltamente, se han medido valores de humedad para los lodos compactados de en tomo al 15% -25% en base seca. Estos resultados permiten su combustión directa en la caldera de biomasa, sin necesidad de secado ténnico y con el ahorro energético que ello implica.

La caldera de biomasa recibe por tanto el aporte de la materia seca obtenida de 2 fuentes: la compactación de los lodos retenidos y el producto concentrado que sale del sistema de evaporación de múltiple efecto. La biomasa sale del compactador con un grado de humedad muy bajo y no necesita posteriores secados, sin embargo el concentrado contiene un grado de humedad elevado, di~ entre el 40% y el 80% en base húmeda. Para la invención objeto de la presente solicitud esta característica no es problema, ya que el caudal de concentrado generado es peqU1~0 de modo que se puede verter sobre el lodo compactado, humedeciéndolo, de modo que se obtiene una biomasa final para alimentar a la caldera que contiene un grado de humedad que se ha incrementado desde el 15% -25% mencionado pero que sigue siendo lo bastante bajo como para pennitir una correcta combustión. Esta característica, lograda gracias al efecto del separador sólido-Líquido de alto rendimiento y el compactador mecánico, permite un importante ahorro energético y de infraestructura, al no necesitar un secador ténnico.

La caldera posee un bogar de combustión en el cual se incinera la biomasa y el calor desprendido se transmite preferent1~mente a un circuito de aceite ténnico, el cual transmite la energía calorífica al sistema de evaporadores de múltiple efecto. También se contempla la opción de agua caliente, agua sobrccalentada, etiJenglicol o cualquier otro fluido apto para la transferencia térmica. si bien el aceite será una opción preferida. El poder calorífico inferior de la fracción sólida de los residuos orgánicos acuosos genéricos suele estar comprendido entre 3.600 y 5.000 KcallKg, para unos sólidos totalmente secos.

Una importante ventaja obtenida por la invención de la presente solicitud es que al

no necesitar un secadero, o bien uno de reducidas dimensiones, no es necesario el empleo del humo de la combustión como fuente de calor para dicho secado. Algunas alternativas del estado de la técnica actual emplean los humos en un módulo de secado directo o indirecto, de modo Que estos han de salir necesariamente de la caldera con una temperatura elevada, de entorno a 250quot;C ó más con lo cual el rendimiento ténnico de la misma es bajo. En la presente invención, una temperatura de fluido ténnico inferior a 1600C ya es suficiente para hacer funcionar los evaporadores, con lo cual los humos abandonan la caldera a una temperatura de entorno a 200°C ó menos, lográndose rendimientos altos. Por otra parte, el hecho de enfilar los humos ten un dispositivo de secado a continuación de la caldera implica que estos salen a la atmósfera a una temperatwCl demasiado baja para mantener un tiro natural suficiente. Este fc:nómeno unido al hecho de que hay que conducir los humos por canalizaciones complejas que suelen tener una elevada pérdida de carga implica la necesidad de instalar potentes ventiladores de extracción, con el consecuente encarecimiento del proceso. Por otra parte:, en general el calor que pueden ceder los humos no es suficiente para secar volúmenes g;randes o medios de producto, como prueba el hecho de Que una caldera habitual expulsa en los humos tan sólo un 15% del calor de la combustión. Es un valor muy limitado para ser aplicado como fuente de calor en un secadero. Con la presente invención se solucionan estos inconvenientes. Un compactador de sólidos con tomillo sin fin como el contemplado consume mucha menos energía por tonelada secada y procesa caudales mucho mayores.

El fluido penneado posee baja viscosidad y es impulsado hasta el mencionado sistema de evaporadores de múltiple efecto. En estos equipos el residuo es circulado y sometido a ebullición. El agua que contiene se evapora, se separa de partículas contaminantes en un separador de vahos y se condensa posteriormente. El condensado obtenido de esta manera está descontaminado, pudiéndose emplear en servicios como el de riego agricola, etc., y constituye la gran mayoría del agua que contiene el residuo orgánico crudo que entra a la depuradora objeto de la invención, en tomo a un 80% -95%. La restante cantidad de agua es evaporada a la atmósfera.

Un detalle importante es el hel;ho de que el condensado se obtiene a una temperatura elevada, entre 800C y 1(JIOquot;C, y puede emplearse para muy diversas aplicaciones. Cuanto mayor sea la tempe:rarura alcanzada en el fluido térmico calentado dentro de la caldera, mayor será la t.emperatura de los condensados. Para el caso mencionado de 160quot;C para un aceite térmico, el condensado se obtiene en tomo a 93°C. Esta característica confiere una ventaja a las calderas de aceite térmico frente a las de agua caliente o sobrecalentada, pues estos últimos fluidos necesitan presiones muy elevadas para aproximarse a los 160quot;C, de modo que (ID la práctica industrial son equipos dificiles de encontrar o muy caros y con instalaciones: de mayor complejidad. Otro aspecto importante son las posibilidades de revalorización de los condensados a tan elevadas temperaturas: sirven como agua de calefacción, agua de limpieza, etc. Este reaprovechamiento reduce en gran medida el período de retomo de las inversiones y supone una novedad y mejora con respecto a los sistemas del estado de la tél;nica actual en los que los condensados calientes son empleados para precalentar el residuo penneado que entra a los evaporadores. Según este último método, es necesaria una suce:sión de intercambiadores de calor que enfrían la temperatura del condensado en tomo a 30°C, cediendo calor al residuo. Esta técnica posee el inconveniente de que normalmente 81plica un número elevado de intercambiadores (usualmente tantos como evaporadores) yal dejar el condensado a una temperatura de en tomo a 50quot;C -60°C ya no es aprovechabl,e en muchos sistema de calefacción, por ejemplo de los típicos en las granjas de porcino. Esto último es un inconveniente serio porque dados los costes de calefacción predominantes resulta más rentable una revalorización del condensado como fluido de calefacción industrial que de precalentador del fluido penneado de entrada. Además, como exp,licaremos más adelante, la invención provee un mecanismo alternativo para el mencionado precalentamiento que resulta muy económico.

El sistema de evaporación de efecto múltiple consta de una pluralidad de evaporadores conectados entre sí y de los cuales al menos uno se encuentra a vacío. Cada evaporador se compone a su vez de un intercambiador de calor, que aporta la energía calorífica al fluido penneado para mantenerlo en su punto de ebullición, y un separador de vahos, que consiste en un dispositivo que purifica el vapor de agua generado en la mencionada ebullición, eliminando o minimizando las gotas de residuo arrastradas y demás componentes contaminantes. En un ejemplo de realización este separador de vahos es de tipo centrifugo: la mezcla de vapor de agua y líquido arrastrado entra tangencialmente a gran velocidad a UD depósito de sección I;ilíndrica, de modo que las partículas de líquido quedan adheridas a las paredes por medio de la fuerza centrífuga originada mientras que el vapor asciende y abandona el separadm libre de líquidos. En otra realización de la

invención, este separador es de tipo gravimétrico: se dispone de un depósito cilíndrico vertical con una sección lo bastante grandl~ como para hacer que la velocidad de ascenso de la mezcla vapor de agua-líquido sea lo suficientemente baja para que las partÍculas más pesadas (de líquido) desciendan por su propio peso, pennitiendo una salida de vapor de agua limpio por su parte superior. Los sistemas de evaporación de múltiple efecto son una tecnología ampliamente desarrollada desde hace décadas y por tanto en el presente documento nos limitaremos a señalar aqudlas caractensticas diferenciadoras.

En muchas realizaciones de la invención hay por lo menos un evaporador a una presión superior a la atmosférica, lo cual es posible gracias a la elevada temperatura que alcanza el aceite térmico de la caldera, ventaja que no se obtendría con agua caliente o sobrecalentada. Al poseer una presión superior a la atmosférica, se pueden prngar los gases incondensables directamente al exterior sin necesidad de una bomba de vacío, con la ventaja que ello implica. Además, esta presión facilita la instalación de superficies rascadas en los intercambiadores de calor. Un problema habitual cuando se evaporan aguas residuales son precisamente las incrustac:iones de material coloidal en las superficies de intercambio ténnico, más aún en el caso de presencia de ebullición porque las burbujas que se fonnan tienden a ejercer un mecanismo desecante. Para evitar esto, una solución muy eficaz es la implementación de intercambiadores de superficie rascada mecánicamente. Estos constan de un motor exterior que se conecta a través de un eje que atraviesa un cierre mecánico con unas cuchillas o rascadores que impiden la adhesión de las partículas sólidas a las superficies calientes. El cierre mecánico presenta una serie de fugas inevitables que son menos dañinas en el caso de presión interna superior a la atmosférica, pues simplemente se expulsa al exterior parte del vapor en vez de entrar aire atmosférico al sistema (caso de evaporador a vacío), lo cual es un inconveniente por tratarse de un gas incondensable que ha de ser venteado mediante una bomba de vado. Mediante una realización de la invención con alimentación del fluido permeado hacia los evaporadores a contracorriente del vapor, se hace coincidir el evaporador/es a presión superior a la atmosférica con el que maneja el producto más concentrado y por tanto el que más requerimiento de superficie rascada tiene.

La aplicación de un sistema de evaporadores de múltiple efecto representa una gran ventaja con respecto a muchas alternativ:as del estado de la técnica actual tales como las

plantas de biogás o cogeneración: la relativa escasa energía necesaria para la evaporación. Esto es posible gracias a que el vapor de agua que se genera en un efecto, actúa como fluido calefactor en el siguiente efecto, e:n el cual el residuo se encuentra a una presión inferior y por tanto con un punto de ebullición más bajo que la temperatura de

S condensación del vapor que recibe del efecto anterior. Esto permite que la cantidad de energía necesaria para evaporar 1 Kg real de agua en una realización con 3 ó 4 efectos sea bastante inferior a las 540 KcaJ. ventaja que no está presente en muchas de las tecnologías alternativas.

10 Como es sabido, el precalentamiento de un fluido que entra en un sistema de evaporadores mejora el rendimiento térmico del sistema. Si por ejemplo el fluido entra a una temperatura de 25°C, y el primer evaporador en el que entra se halla a 600C, el calor que hay QUe suministrar al fluido para elevar su temperatura esos 35°C es un calor que ya no puede ser aprovechado para evaporar agua. Si bien es cierto que la invención

15 funcionaría igualmente sin necesidad de precalentamiento, el rendimiento seria menor. Como se indicó anterionnente, a diferenc:ia de otras soluciones en el estado de la técnica actual la presente invención no emplea los condensados para el precalentamiento. En su lugar emplea el calor de condensación del vapor que abandona el sistema de evaporación de múltiple efecto, lo cual es posible siempre que éste supere una temperablra mínima.

20 Este vapor suele tener pocas aplicaciones en la industria debido a que sale del sistema desde el evaporador que tiene la menor presión y temperatura. A modo de ejemplo, en muchas aplicaciones industriales este vapor sale a una temperatura inferior a 400C, con 10 cual el rango de aplicaciones que puede t(:ner es muy pequeño, exceptuando que se le dote de una mayor presión y se inyecte de nuevo al sistema o que se haga condensar en una

25 bomba de calor, en amhos SUpUt.l;tos con aplicación de un compresor. Esta alternativa requiere de un equipo de elevado consumo energético y en muchos casos resultará antieconómico. Lo habitual en el estado de la técnica es que la temperatura del vapor que .sale del .sistema sea intencionadamente baja para así necesitar una temperatura moderada. en el fluido calefactor que genera la caldera, por ejemplo de 11 aoc. Con una temperatura

30 así de baja los rendimientos térmicos son más altos que para el caso de aproximadamente 1600c, pero presentan el inconveniente de una menor temperatura de los condensados y no poder aprovechar adecuadamente el calor de condensación del vapor que sale del sistema (a través del evaporador con menor presión y temperatura).

En las aplicaciones de sistemas de evaporación de múltiple efecto con una

temperatura baja del vapor de salida dd sistema, su calor de condensación se suele emplear para el calentamiento sensible 4: una corriente de agua de enfriamiento, la cual cede el calor ganado al aire ambiente por medio de torres de refrigeración, torres de enfriamiento evaporativo, etc. Por tan.to, el calor de condensación no recibe un aprovechamiento energético útil y además se hace necesaria una instalación compleja que en algunas condiciones puede requerir un consumo energético elevado.

La invención objeto de la presente: solicitud contempla una temperatura del vapor que abandona el sistema de evaporad.ores superior a un mínimo que permita su aprovechamiento eficaz como fluido calefactor que cede su calor de condensación para el precalentamiento del fluido penneado. Esta temperatura se encuentra preferentemente entre 60quot;C y 80quot;C. La fracción del residuo que ha penneado el filtro se encuentra normalmente a temperatura ambiente y en el precalentado eleva su temperatura hasta un valor cercano a aquel del vapor que sale del sistema, por medio de un intercambiador de calor gas-Hquido. Este precalentamiento del fluido penneado va unido a una condensación del vapor, con lo cual además de precalemar, el intercambiador gas-líquido también actúa como un condensador. La condensación del vapor que abandona los evaporadores es importante porque reduce el caudal que ha de aspirar la bomba de vacío que se sitúa a continuación. Si bien es cierto que con una bomba de vacío lo bastante grande y potente no sería necesario condensar el vapor, su condensación al estado líquido disminuye d caudal de gas a retirar por parte de la misma y reduce los costes.

Un aspecto importante a tener en cuenta es si el calor sensible que absorbe el fluido permeado en su precalentamiento es suficiente como para condensar todo el vapor que se desea. En algunos casos esto es así, por ejemplo cuando el número de evaporadores es elevado, pero por lo general no lo será. Para evitar este problema y hacer que el fluido permeado sea capaz de absorber más calor que el calor sensible que gana al aumentar su temperatura, se debe facilitar la evapora.ción de una fracción del mismo de modo que intervenga un calor latente de cambio de e:stado. La solución consiste en un intercambiador de calor gas-líquido en el cual la fracción liquida (fluido penneado) se encuentra en contacto con la atmósfera, de modo que por un proceso de transferencia de materia se genere un enfriamiento evaporativo de la misma. Ésta no se encuentra a la temperatura de ebullición mientras es precalentada, pero sí tiene una temperatura que supera a la del ambiente en un valor suficiente como para acelerar debidamente un proceso de evaporación. Cada kilogramo de agua evaporada absorbe unas S40Kcal y esta evaporación será mayor cuando mayor sea la diferencia de temperaturas, la velocidad del aire ambiente

5 y la velocidad del residuo precalentado. La invención contempla por tanto posibilidades de actuación sobre 3 parámetros que indicen directamente en la capacidad del precalentador a la hora de condensar el vapor.

En un ejemplo de realización de la invención, el precalentador es un intercambiador

10 de calor vertical de carcasa y tubos, del tipo de película descendente. El vapor calefactor discurre por el interior de los tubos, en se:otido descendente y en un único paso. El fluido penneado a precalentar es bombeado hasta la zona superior de los tubos, donde se balla un distribuidor que otorga al líquido una fonna de película. Así, el permeado cae por gravedad por el exterior de los tubos, Connando una película cuyo grosor será en la

IS mayoría de los casos inferior a los 3mm. Este grosor depende de la viscosidad del fluido y se puede variar cambiando el caudal bombeado. Una vez que el fluido penneado llega a la parte inferior de los tubos, es recogido en un colector y bombeado nuevamente hasta el distribuidor de la zona superior, moviéndose en un circuito cerrado. La carcasa contiene en su interior aire atmosférico que es continuamente renovado, ya sea por el fluir natural del

20 mismo a través una pluralidad de aberrurns practicadas o por un mecanismo de impulsión forzada de aire mediante ventilador o sOlPlador. Siempre que el sistema de evaporadores demande residuo, se desvía hacia él una fracción del fluido penneado del circuito cerrado del precalentador, que tiene una temperatura cercana a la del evaporador en el que entra.

25 El precalentador que se ha de.~crito hasta aquí. constituye una importante ventaja con respecto al estado de la técnica actual por incorporar las siguientes características: El precalentado se puede efectual' con un solo equipo compacto, en lugar de los múltiples intercabiadures líquido--liquido que describen algunas de las alternativas.

No emplea como fluido de calentamiento a los condensados, con lo cual estos se

30 pueden dedicar a fines más rentables como el servicio de calefacción y agua de limpieza, que precisa de altas temperaturas. El fluido de calentamiento es el vapor que sale del sistema de evaporadores de múltiple efecto, de modo que se comsigue revalorizar su calor de condensación.

El fluido precalentado se encuentra abierto a la atmósfera de modo que se evapora sin necesidad de ebullición, generando esto una mayor absorción de calor que pennite condensar el vapor todo lo deseado. De esta forma el precalentador ejerce las funciones de condensador, pero con el ahorro de los sistemas comple.i05 que suele nevar asociados (circuito de agua de enfriamiento, torre de refrigeración, etc.) Se produce un notable ahorro de ab'U3, puesto que el fluido que enfría al vapor es el propio fluido penneado a concentrar en los evaporadores, que logra por tanto un concentrado inicial antes de entrar a los mismos. En el caso del empleo de agua de enfriamiento tradicional, ésta se evapora nonnalmente al ambiente en una torre de refrigeración y ha de ser repuesta lrnediante agua de red, con el petjuicio ecológico que ello implica.

DESCRIPCIÓN DE LOS DmUJOS

Las modalidades detalladas en las figuras se ilustran a modo de ejemplo y no a modo de limitación.

La Figma 1 muestra un esquema de la instalación de la invención. Se aprecia el sistema en su conjunto con todos los elementos principales y las interacciones entre ellos. Las conducciones dibujadas presentan a veces el símbolo de una válvula. Se han representado solamente aquellas con valor ilustrativo para el esquema considerado, existiendo una plW11Jidad de válvulas y elementos de control y medida que no se han representado por no ser necesario para la comprensión de la invención.

La Figura 2 muestra una realización particular del precalentador, siendo visibles sus detalles constructivos principales, así como los accesorios que lo complementan.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación se expone a modo de ejemplo una realización de la invención, la cual se muestra con el fin de ayudar a la mejor comprensión de la misma y sus posibilidades técnicas, pero con un carácter ilustrativo y no limitativo de su alcance. En primer lugar se describe la instalación par;a depuración de residuos orgánicos con presencia

de agua, y más adelante el procedimiento.

La depuradora de residuos orgáJ:licos con presencia de agua, capta el fluido contaminado a depurar preferentemente de una fosa o depósito (1). Estos medios lo contienen para su almacenamiento y homogeneizado mediante una pluralidad de removedores (2). La remoción garantiza que el fluido entra a la depuradora en un estado diluido y homogéneo, asegurando así un mejor funcionamiento del dispositivo de microfiltración (4), que recibe residuo mediante una bomba sumergida con capacidad de trituración de sólidos (3). En el presente ejemplo de realización, este dispositivo consiste en un chasis cilíndrico que contiene en su interior un subchasis con telas filtrantes también cilíndricas con poros de 40 micras, las cuales son atravesadas por el fluido gracias a un tomillo sin fin que se dispone longitudinalmente en su interior y que fuerza al fluido hacia el exterior por medio de una acción centrifuga. Se distingue una comente de fluido en sentido longitudinal, impulsado por la bomba de alimentación, y otra corriente en sentido transversal, aquella que atraviesa los poros. Esta técnica recibe el nombre de filtrado tangencial y reduce notablemente el grado de colmatación de los filtros. Además, el separador sólid~1íquido contemplado posee en el tomillo sin fin unos mecanismos que rozan y arrastran el exceso de sólidos depositados sobre los filtros, de modo que la colmatación se llega a evitar completamente.

A la salida del dispositivo de microfiltración (4) el residuo orgánico se ha dividido en dos componentes: fluido penneado y lodos retenidos. El primero es un lfquido de baja viscosidad, fácil bombeo y bajo contenido en materia seca; se conduce con una bomba (5) hasta un depósito acumulador o nodriza (6) desde el cual será enviado, cada vez que el proceso lo requiera, hasta el sistema de evaporación de múltiple efecto (7), pasando primero por el precaleotador (9). La impulsión desde el depósito nodriza (6) basta el precalentador (9) se realiza en el ejemplo mediante la bomba (8) del precalentador (9), previa apertura de la conducción mediante: una válvula (10).

El lodo retenido normalmente adopta la forma de un liquido de elevada viscosidad

: o un semisólido. Se conduce hasta el compactador de residuos (11) para someterlo a un proceso de secado mecánico. En esta realización de la invención la boca de salida del filtro

(4): está situada por encima de la tolva de entrada del compactador (11), de modo que el

lodo se desplaza por gravedad, sin necesidad de otros medios. En otras realizaciones de la invención. se dispondría de unos medios que comprenden un tornillo sin fin.

El compactador de residuos (11) c()nsigue secar mecánicamente los lodos retenidos por medio de la compresión y abrasión que ejerce un tomillo sin fin dispuesto a lo largo de un chasis cilíndrico. En este proceso se elimina la mayor parte de la humedad contenida por los sólidos, basta dejarlos en un porcentaje admitido por la caldera (12) en el proceso de combustión. La compresión ejercida por el tomillo sin fin es regulable mediante la disposición de unos contrapesos en una tapa que obtura la boca de salida del chasis cilíndrico, de modo que a mayor peso, mejor escurrido y menor grado de humedad. Una vez secos, los lodos son llevados hasta la tolva de alimentación de la caldera de biomasa (12), mediante unos medios que comprenden un tomillo sin fin (13). En la caldera (12) los sólidos de lodo serán quemados y su poder calorífico inferior será empleado para el calentamiento de fluido térmico, el cual se impulsa con una bomba (14) hasta el intercambiador de calor (15a) del primer evaporador (7a) y recorre un circuito cerrado.

El fluido penneado que se obtiene a la salida del dispositivo de IDÍcrofiltración (4), una vez en el precalentador (9) eleva su temperatura, aumentando el rendimiento térmico de la instalación. El precalentador (9) se representa con mayor detaJle en la Figura 2. Comprende una bomba de circulación (8) y un intercambiador de calor de carcasa y tubos vertical (16), que funciona según el principio de película descendente. También dispone de dos válvulas de control (10 Y 17) Y opcionalmente de un depósito al nivel del suelo, no re.presentado, que se comunica con el intercambiador (16) para acumulación por gravedad del fluido que desciende y sobre el cual actuaría la bomba de circulación (8). En la realización ilustrada, el fluido que desciende es acumulado en el propio fondo del intercambiador (16), inundando una porción de los tubos (19). Desde ahí es bombeado hacia un distribuidor (18) situado en l:a zona superior del intercambiador (16). Este distribuidor (18) habitualmente comprendt: una placa horizontal nivclndn que contiene unas perforaciones circulares que son atravesadas por los tubos (19), manteniendo una tolerancia pequeña con respecto a la placa. El fluido penneado se vierte sobre la placa y cae por gravedad a través de estas tolerancias, en fonna de una película por el exterior de los tubos (19). Una vez llega a la parte inferior de los mismos, es ascendido nuevamente por medio de la bomba (8), completándose un ciclo cerrado que se repite de manera

constante. La bomba de circulación (8) de la presente realización de la invención es

centrifuga y autocebante. pudiendo ser sumergida en el caso de disponer del mencionado depósito al nivel del suelo, de modo tal que elimina la posibilidad de cavitación en el supuesto de que se fonnen burbujas de aire: en el fluido.

El precalentador (9) de esta realización de la invención contempla un sistema de ventilación forzada que succiona el vapor generado. por el fluido penneado durante su calentamiendo en su recorrido descendente por los tubos (19). Un ventilador o soplador

(20) se posiciona en la zona superior del i.lltercambiador (16) y aspira el contenido gaseoso que contiene la carcasa, la cual cuenta COlIl una pluralidad de aberturas (21) en el presente ejemplo. La corriente de aire ascendente que genera se ve aumentada por el efecto chimenea que posee la carcasa vertical: constituye una columna de gas caliente cuya densidad es inferior a la del aire atmosférico exterior. Tenemos por tanto una corriente de gas que fluye a contracorriente del fluido penneado, lo cual acelera un proceso de transferencia de materia; una fracción del agua del fluido se evapora, enfriándolo. Este proceso genera una capacidad de enfriamiento del precalentador (9) que lo habilita como dispositivo condensador del vapor que abandona el sistema de evaporación de múltiples efectos (7), el cual discurre por el interior de los tubos (19).

Cada vez que el sistema de evaporación de múltiple efecto (7) demanda fluido, éste es enviado desde el precalentador (9) por· medio de la apertura de una válwla de control (17). Este caudal fluye sin necesidad de bombas impulsoras, puesto que el fluido se desplaza hasta el tercer evaporador (7c), que se encuentra a una presión inferior a la abnosférica por medio de la acción de la bomba de vacío (22) que se conecta con su volumen, a través del interior de los rubos (19) del intercambiador de calor (16). La entrada de fluido penneado frío, proveniente del depósito nodriza (6), se pennite mediante la apertura de otra válvula de control (10).

La potencia de enfriamiento del precalentador (9) actuando como condensador, es regulable mediante dos parámetros: la velocidad de circulación del fluido, controlada mediante la bomba (8), y la velocidad de gas, controlada mediante el ventilador (20). Los condensados se fonnan en el interior de los tubos (19) Y descienden por gravedad hasta el fondo del intercambiador (16), paIll ser luego impulsados con una bomba (23) hasta el

depósito de acumulación de condensados (24).

El sistema de evaporación de múltiple efecto (7) consta de una pluraJidad de evaporadores en un número tal que permi la la autosuficiencia de la materia seca quemada en]a caldera (12) como combustible. En d ejemplo ilustrativo de la figura, se muestra una instalación con 3 evaporadores (7a, 7b, 7c). Estos los enumeramos comenzando por aquél cuyo fluido a alta temperatura es el aceite térmico generado en la caldera. que sería el primero (7a). La instalación del ejemplo muestra una alimentación del fluido permeado a contracorriente del vapor de agua generado. Este último se produce en los tres evaporadores (7a, 7b, 7c), cada uno generando aproximadamente un tercio del totaL El sentido del desplazamiento del vapor es desde el primer evaporador (7a) hasta el tercero (7c). mientras que el fluido permeado entra al sistema por el tercero (7c) y saJe como concentrado del primero (7a). Alternativas técnicas como la alimentación en corriente directa o mixta, se encuentran dentro del alcance de la invención pero preferentemente se dispondrá de alimentación en contracorriente porque es aquella que demanda menor potencia en la caldera (12).

Cada uno de los evaporadores individuales (7a, 7b, 7c) consta de dos equipos: intercambiador de calor (ISa, 15b, 15c) y separador de vahos (25a, 25b, 25c). Los intercambiadores (15a, 15b, 15c) son del tipo de carcasa y tubos y se caracterizan porque contienen dos conducciones independientes, ambas con sus correspondientes toberas de entrada y salida: una carcasa y unos tubos dispuestos longitudinalmente en el interior de la misma. En el interior de la carcasa circula el fluido a mayor temperatura, cuyo flujo se representa por las líneas que inciden transversaJes al intercambiador (15a, 15b. 15c). mientras que en el interior de los tubos circula el fluido a menor temperatura. el cual recibe calor del fluido de la carcasa y eleva su tl:mperatura hasta el punto de ebullición. Su flujo se representa por las lineas que indicen I,ongirudinales al intercambiador (15a, 15b, 15c). La temperatura de ebullición del fluido illterior a los tubos siempre será inferior a la del fluido calefactor que circula por la carcasa, puesto que su presión es inferior. Partiendo del primer evaporador (7a), los sucesivos eva:poradores (7b, 7c) tienen siempre una presión en el fluido interior a los tubos que es inferior a la presión del evaporador precedente; esto se logra gracias a la bomba de vacío (22), que se actúa sobre el último evaporador (7c). El primero de los evaporadores (7a) presenta ciertas ventajas, ya explicadas, cuando se diseña

para contener una presión superior a la atmosférica.

Para el desplazamiento del fluido permeado a depurar entre cada dos evaporadores consecutivos, se dispone una bomba centrífuga autocebante (26, 27). Esto es necesario en el caso de alimentación a contracorriente~ puesto que el fluido permeado ha de vencer la mayor presión existente en el siguiente evaporador. Para el caso de alimentación en corriente directa, no son necesarias las bombas. El fluido es llevado desde el tercer evaporador (7c) hasta el segundo (7b) mediante la bomba indicada en la figura (26), Y para desplazarlo desde el segundo (7b) hasta el primero (7a) se podría emplear una bomba independiente pero en el ejemplo de reali4~ción se lleva a cabo aprovechando la bomba de recirculación (27) del primer evaporador (7a).

El fluido a mayor temperatura empleado en el primer evaporador (7a) es el aceite ténnico producido en la caldera de biomasa (12). En los sucesivos evaporadores (7b, 7c), el fluido a mayor temperatura es el vapor generado en la ebullición interior a los tubos del evaporador precedente. Así, el tercero (7c) recibe calor del vapor producido en el segundo (7b); y el segundo (7b) recibe calor del vapor producido en el primero (7a).

Los separadores de vahos del ejemplo ilustrado (25a, 25b, 25c), son unos depósitos situados en la parte más alta del circuito (;errado que sigue el fluido a depurar. Su función es permitir un flujo ascendente de vap.or de agua libre de contaminantes, los cuales precipitan por gravedad. Además, dispomm de un desnebutizador (28a, 28b, 28c) situado en su zona superior, caracterizado por c:omprender una rejilla metálica que provoca la coalescencia de las partículas contaminantes, pero dejando pasar el vapor de agua.

Cuando el fluido penneado entra en el tercer evaporador (7c), su concentración en materia seca es mínima. Confonne reCOITf: evaporadores, su concentración va aumentando, siendo esta máxima cuando llega al p:rimero (7a), del cual sale como un producto concentrado en contaminantes. Para su desplazamiento se emplea una bomba (29), que dependiendo del grado de concentración deseado, será centrífuga o de desplazamiento positivo. Según se aprecia en la tigura, los, evaporadores tercero (7c) y segundo (7b) son de circulación natural. El fluido penneado a depurar pennanece en ellos moviéndose en circuito cerrado por la diferencia de densidades que provoca la fonnación de burbujas debido a la ebullición. Sin embargo, el primer evaporador (7a) es del tipo denominado de circulación forzada y rubo sumergido. Esto es así para evitar dos inconvenientes que presentan los evaporadores de circulación natural cuando manejan productos de elevada viscosidad (en torno a 120cP ó más): escasa velocidad de circulación, lo cual deriva en un bajo coeficiente global de transmisión de calor, y ensuciamiento por incrustaciones. Al disponer de un evaporador de circulación forzada, que no dqgt;ende de la fonnación de burbujas para inducir el movimiento, el caudal del fluido es una constante que podemos modular. Por otra parte, al disponer del inlercambiador (ISa) en modo horizontal y bajo el efecto de una determinada carga hidrostática, se evita la fonnación de burbujas en su interior, las cuales potenciarían el ensucia:miento. En definitiva, este tipo de evaporador se emplea como unidad de concentración final y acabado.

Como alternativa al evaporador de circulación forzada y rubo sumergido (7a), otra realización de la invención contempla un evaporador de superficie rascada. Este tipo de evaporador posee un intercambiador de calor cuya superficie de contacto con el fluido a evaporar se encuentra bajo la acción mec:inica de unas cuchillas que retiran la suciedad y aumentan la rurbulencia.

En todos los evaporadores excepto en el último (7c), se genera un vapor en el interior de los tubos que actúa como fluido calefactor en el siguiente evaporador, concretamente llenando el espacio interior' a la carcasa y condensando por el exterior de los tubos que contiene, de modo que cede su calor latente de condensación. Este condensado se acumula en la zona inferior de los intercambiadores (15b, 15c) y se encuentra a una terqgt;eratura próxima a la de saturación paTa la presión existente en la cámara. Esto implica temperaturas incluso superiores a 900C y que penniten por tanto un aprovechamiento de los condensados como fluido de calentamiento en sistemas de calefacción, agua caliente para limpieza, etc. Para llevar a cabo esta revalorización, los condensados son impulsados mediante bombas (30, 31) hasta el depósito de acumulación de condensados (24), el cual se encuentra aislado térmicamente. El vapor que se genera en el último evaporador (7c), abandona el sistema de evaporadores (7) y es conducido hasta el precalentador (9): entra por SU parte superior, recorre el interior d.e los tubos (19) en un único paso y lo abandona por su parte inferior. Aquí se condensa todo o parte del mismo, cediendo un calor que se emplea para elevar la temperatura del fluido penneado que aún no ha entrado al sistema de evaporación de múltiple efecto (7), y también para evaporar una parte del mismo. Este condensado se bombea (23) también al depósito de acumulación de condensados (24). El vapor que abandona el precalentador (9), contiene una elevada proporción de gases incondensables y es succionado por la bo:mba de vacío (22), la cual eleva su presión hasta la aunosierica y permite su descarga al aire ambiente.

La función del sistema de evaporación de múltiple efecto (7) es recibir una alimentación consistente en un fluido contaminado a depurar, y hacerlo circular a través de la secuencia de evaporadores (7c, 7b, 7a); en el ejemplo ilustrativo, el fluido entra diluido al sistema por el tercer evaporador (7c), y recorre la secuencia basta llegar al primer evaporador (7a) y salir de éste en fomla de concentrado con una alta proporción de contaminantes. Los condensados constituyen la mayor parte del agua que contenía el fluido permeado antes de entrar al sistema di: evaporadores (7), y se encuentran libres de contaminantes. El concentrado alcanza valores típicos de humedad comprendidos entre un 50% Y un 65% en base húmeda, gracias al evaporador de acabado (7a) que dispone de un intercambiador (15a) con circulación forzada y tubo sumergido. Estos valores de humedad son 10 bastante bajos como para que el concentrado sea vertido directamente sobre la tolva de la caldera (12), mezclándose con la biomasa secada previamente con el compactador

(11) Y quemándose el conjunto en el bogatr de combustión. De todas formas, considerando la alternativa de un evaporador de acabado que comprende un intercambiador de superficie rascada, los valores de humedad llegan a ser todavía menores, inferiores al 50%.

La invención objeto de la present(: solicitud contempla un sistema de desinfección del agua descontaminada que se ha separado del residuo orgánico. Este sistema comprende los tratamientos que sean necesarios para cada nivel de exigencia, incluida la potabilización. A estos efectos la invención comprende un dispositivo de desinfección (32) que aplica ozono y/o ión cloruro. La aplicación del mismo se prevé sobre un depósito intermedio (33) para tal fm, el cual se alimenta de agua proveniente del depósito de acumulación de condensados (24). El agua así tratada, se bombea desde el depósito ¡ntennedio (33) hasta los puntos de consumo.

Todos los elementos de la instalaGión de la invención pueden agruparse en uno o varios módulos constituyendo una máquin.a o unidad operativa completa

El procedimiento para depuración de residuos orgánicos con presencia de agua de

la invención, aunque puede deducirse de la descripción de la instalación sin mayores explicaciones, se expone a continuación con mención a sus etapas.

-: Recepción y acondicionado del residuo orgánico a depurar en un medio con remoción mecánica, con el fin de garantizar su homogeneidad.

-: Separación sólid~líquido del mismo mediante filtración, obteniendo un fluido permeado, a concentrar posteriormente, y un lodo retenido, siendo la materia seca de ambas fracciones una biomasa a quemar eJtl una etapa posterior.

-: Secado mecánico de los lodos retenidos en el filtrado, a fm de reducir su humedad hasta un valor que permita su posterior combustión.

-: Separación del agua contenida en el fluido penneado, mediante su evaporación y posterior condensación y llevando el residuo hasta un grado de concentración que facilite su combustión. La evaporación emplea como fuente de energía el calor de la combustión de la biomasa de residuos orgánicos tratados anteriormente, la cual proviene de las dos fracciones mencionadas.

-: Acumulación de los condensados generados en la evaporación, con posibilidad de revalorización dada su temperatura.

-: Obtención de un residuo concentrado, con un grado de humedad que facilite su combustión, tras la aplicación de la separación de agua por evaporación.

-: Mezcla del residuo concentrado con los lodos retenidos que fueron secados mecánicamente, para su combustión conjunta.

-: Precalentamiento del fluido permeado entrante antes de ser evaporado, aprovechando el calor de condensación que libera un vapor obtenido en la evaporación del fluido permeado precedente.

-: Condensación de la totalidad O parte del vapor del paso anterior mediante el propio precalentado, que logra el enfriamiento necesario gracias a que permite la evaporación preliminar de una parte del fluido penneado antes de entrar a la evaporación propiamente dicha.

-: Desinfección y/o potabilización de los condensados mediante aplicación de agentes como el ozono o ión cloruro.

-: La evaporación que se aplica al fluido permeado para la separación de agua comprende Wl sistema de múltiple efecto, formado por Wla pluralidad de etapas sucesivas que presentan presiones y temperaturas distintas, entre las cuales al menos una se encuentra a vacio.

Claims

REIVINDICACIONES

l. Instalación para depuración de residuos orgánicos con presencia de agua, tales como purines, aguas residuales urbanas, efluentes agrícolas y similares, donde el residuo es

5 sometido a un proceso de concentración y/o secado para posterionnente aprovechar la energía procedente de la combustión de toda o parte de la materia seca que contiene; caracterizada porque comprende:

unos medios para la alimentaci6n de residuo orgánico,

lO

un separador sólido-liquido (4) que emplea microfiltración, por el cual discurre

el residuo orgánico,

un

equipo de secado mecánico (11) de los lodos retenidos en el separador

s61ido-Iíquido (4),

una caldera de bioma'i8 (12), alimentada con un combult;iitible que comprende los

15

lodos secos que salen del equipo de secado mecánico (11),

un sistema de evaporación de múltiple efecto (7), con n etapa.;; sucesivas (7a,

7b, ... 7n), donde al menos un evaporador se encuentra a vacío, con aporte de

calor por la caldera de biomasa (12) y por donde circula el fluido permeado

procedente

del separador sólido--Iíquido (4), para la obtención de agua

20

descontaminada en fonna de cOlldensados, y un residuo orgánico concentrado.

un

precalentador (9) del fluido penneado previo a su entrada al sistema de

evaporación de múltiple efecto (7) y con aporte de calor por los gases que lo

abandonan, que eleva la temperatura del fluido hasta un valor por debajo su

temperatura de ebullición, pero pennitiendo la evaporación de una parte del

25

mismo con el fin de generar un enfriamiento adicional que lo capacita además

como

condensador de los mencionados gases que abandonan el sistema de

evaporación de múltiple efecto (7).
2. Instalación según reivindicación 1 caracterizada porque los medios para la

30 alimentación del residuo orgánico comprenden una bomba de aspiración sumergida y con acción trituradora (3) desde una fosa y/o depósito (1).
3. Instalación según reivindicaciones 1 ó 2 caracterizada porque el separador sólido-líquido (4) efectúa un filtrado tangc:ncial con la ayuda de por lo menos un tomillo sin fm, es autolimpiante de modo tal que evita la colmatación y posee una pluralidad de filtros con pOTOS de diámetro comprendido entre 1 y 200 micras.
4. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque c:l equipo de secado mecánico (11) comprende un compactador de sólidos que emplea un tomillo sin fin para ejercer una presión sobre el residuo a secar.

10 5. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el vacío presente en el sistema de evaporación de múltiple efecto (7) se genera mediante unos medios que comprenden Ullat bomba de vacío (22).
6. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada

15 porque cada etapa del sistema de evaporación de múltiple efecto (7a, 7b, ... 7n) comprende un intercambiador de calor (15a, l.5b, ... 150) donde se produce la ebullición del residuo y un separador de vahos (25a, 25b, ... 250) que permite separar el vapor de agua de las panículas contaminantes.

20 7. Instalación según reivindicación 6 caracterizada porque al menos una de las etapas (7a, 7b, ... 7n) comprende un inten;ambiador de calor acondicionado para operar correctamente a concentraciones y/o viscosidades del residuo más elevadas que las habituales para un intercambiador con circulación natural.
2.5 8. Instalación según reivindicación 7, caracterizada porque aquellas etapas (7a, 7b, ... 7n) que estén acondicionadas para el grado elevado de concentración y/o viscosidad comprenden un intercambiador de calor con circulación forzada del residuo y sometido a una carga hidrostática que dificulta la formación de burbujas.

30 9. Instalación según reivindicación 7, caracterizada porque aquellas etapas (7a, 7b, ... 7n) que estén acondicionadas para el grado elevado de concentración y/o viscosidad comprenden un intercambiador de calor de superficie rascada.

lO. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 caracterizada porque el intercambiador de calor de la primera etapa (15a) recibe calor de un fluido ténnico proveniente de la caldera de biomasa (12).
11.

Instalación según cualquiera die las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la caldera de biomasa (12) recibe adicionalmente como combustible el residuo orgánico concentrado que sale del sistema de evaporación de múltiple efecto (7).
12.

Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el precalentador (9) comprende Wl intercambiador de calor gas-líquido (16), en el cual el líquido (residuo orgánico) presenta lUla interfase de contacto con el aire atmosférico, de modo que se potencia lUl proceso de evaporación del mismo sin necesidad de alcanzar la ebullición.
13.

Instalación según reivindicación 12 caracterizada porque el precalentador (9) comprende lUlOS medios de impulsión del líquido en circuito cerrado, de modo tal que se genera una agitación de la interfase que acelera el proceso de evaporación.
14.

Instalación según reivindicació:n 13 caracterizada porque el intercambiador de calor (16) del precalentador (9) es vertical de carcasa y tubos, circulando el gas por el interior dt:: los tubos y el Hquido por su e1!:terior en fonna de película descendente que lUla vc:z, llega al fondo es impulsada de nuevo hasta la zona superior para volver a caer por gravedad, impulsión producida COD lUlOS medios que comprenden una bomba (8).
15.

Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 c.aracterizada porque comprende unos medios de impulsión del aire atmosférico y demás gases en contacto con el fluido residual, tales como lUl soplador o ventilador (20), acelerando de esta manera la ¡;vaporación.
16.

Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque los condensados obtenidos del sistema de evaporación de múltiple efecto (7) y aquellos obtenidos en el precalentador (9) actuando como condensador, se almacenan en un depósito de acumulación condensados (24).
17.

Instalación según reivindicación 16 caracterizada porque los condensados son revalorizados como fluido de calentamiento en procesos térmicos, sistemas de calefacción, agua de limpieza o riego.
18.

Instalación según reivindicaciones 16 o 17 caracterizada porque incorpora un dispositivo (32) que aplica desinfectante, tal como ozono y/o ¡ón cloruro, a un depósito intennedio (33) que se alimenta de condens,ados provenientes del depósito de condensados (24).
19.

Procedimiento para depuración de residuos orgánicos con presencia de agua, tales como purines, aguas residuales urbanas, efluentes agrícolas y similares, donde el residuo es sometido a lUl proceso de concentración y/o secado para posteriormente aprovechar la energía procedente de la combustión de toda o parte de la materia seca Que contiene caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

-

separación mecánica aplicada al rc:siduo orgánico con el fin de obtener lUl fluido permeado y lUlOS lodos retenidos, -secado mecánico de los lodos rete:nidos, reduciendo su humedad hasta un grado que permita su combustión, combustión de los lodos una Vf:Z secados, para el aprovechamiento de esta energía,

separación del agua contenida en el fluido penneado hasta producir un concentrado, mediante un proceso de evaporación con presencia de vacío y que emplea la energía desprendida en la combustión de los lodos secos,

-

precalentamiento del fluido permeado antes de su entrada al proceso de evaporación, mediante el calor cedido por los gases provenientes de la evaporación del residuo precedente, y pennitiendo una evaporación preliminar del fluido permeado, gracias a una interfase que mantiene con la atmósfera, paca lograr un mayor enfriamiento y por tanto lUla mayor condensación de los gases mencionados.
20.

Procedimiento según reivindicación 19 caracterizado porque la etapa de separación mecánica comprende un microfil'trado.
21.

Procedimiento según reivindicaciones 19 o 20 caracterizado porque la etapa de separación del agua mediante un proceso con presencia de vacío comprende una secuencia de evaporaciones a distintas p:resiones y temperaturas y con separaciones de fases líquido·vapor.
22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21 caracterizado porque el residuo concentrado obtenido tras el proceso de evaporación es mezclado con el lodo seco obtenido en el secado mecánico para una combustión conjunta.

10 23. Procedimiento según cualquier;:¡. de las reivindicaciones 19 a 22 caracterizado porque el agua separada del residuo a través de la evaporación es desinfectada mediante la adición de agentes como el ozono y/o ión cloruro.
24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23 caracterizado

15 porque durante el precalentamiento del fluido penneado se regula su velocidad y la de una comente de aire circundante. con el fm de modular su velocidad de evaporación y por tanto la tasa de condensación de los gases.