ES2949832T3 - Sistema y procedimiento mejorado para el tratamiento de materia orgánica - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un proceso mejorado para el tratamiento de material orgánico mediante digestión anaeróbica con una eficiencia de degradación mejorada y una mayor calidad del digestato. En particular, se proporciona un proceso que comprende los siguientes pasos: (a) hidrolizar el material orgánico (101); (b) digestión anaeróbica del material orgánico hidrolizado (113) en un fermentador (50) en biogás (117) y digestato (115); (c) separar el digestato (115) en una fracción líquida (119) y una fracción sólida (118) por medios mecánicos (60); (d) reciclar la fracción sólida (118) del digestato a la etapa de hidrólisis (a); (e) separar la fracción líquida (119) del digestato en un filtrado (123) y un retenido (121) que contiene biomasa bacteriana mediante medios de filtración (70); (f) reciclar el retenido (121) que contiene biomasa bacteriana al fermentador (50); (g) concentrar el filtrado (123) mediante deshidratación; (h) reciclaje del agua de deshidratación (127) de la etapa (g) a la etapa de hidrólisis (a) para diluir el material orgánico; y opcionalmente (i) secar el filtrado concentrado (125). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento mejorado para el tratamiento de materia orgánica
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para la digestión anaerobia de materia orgánica, en particular materia orgánica con alto contenido de materia seca, y a un sistema para la actuación de dicho procedimiento.
Antecedentes
En los últimos años, la digestión anaerobia ha emergido como una valiosa tecnología para la gestión de residuos orgánicos. La digestión anaerobia de sustratos orgánicos permite producir biogás, por ejemplo, a partir de productos y subproductos agrícolas e industriales y de residuos domésticos. El biogás puede usarse para la producción de electricidad, calor u otra forma de energía. Además, el sustrato orgánico inicial se convierte en un producto parcialmente mineralizado denominado digestato que contiene un mayor porcentaje de nutrientes con respecto al sustrato inicial. El digestato puede tener un valor agronómico comparable al de los fertilizantes químicos.
Sin embargo, la eficacia de los actuales procedimientos de digestión anaerobia es a menudo insuficiente, que sólo permite usar in situ el biogás producido. Las plantas de digestión anaerobia se enfrentan al problema del lavado bacteriano, ya que parte de la biomasa bacteriana responsable de la fermentación se elimina del fermentador con el digestato. La densidad bacteriana determina en gran medida la velocidad de fermentación del sustrato orgánico y la consiguiente producción de biogás. Muchas plantas de digestión anaerobia también usan en gran medida sustratos orgánicos “nobles”, como productos alimenticios agrícolas, ya que la digestión de muchos sustratos orgánicos, tales como, por ejemplo, sustratos ricos en fibras, es demasiado baja. En general, los hidratos de carbono simples son los más fáciles de digerir, mientras que las moléculas grandes son más difíciles de digerir. A pesar de su valor agronómico, la práctica de gestión actual del digestato se limita a su utilización para la aplicación in situ en la tierra, o bien como fertilizante o bien como enmienda del suelo, debido a su alto contenido en agua, que dificulta su almacenamiento, manipulación y transporte, o a que se requieren procedimientos complejos y/o costosos para tratar el digestato que va a usarse como fertilizante.
El documento de patente EP 2135938 A1 (TRABATTONI, S. 23.12.2009) da a conocer:
un procedimiento para el tratamiento de materia orgánica que comprende las siguientes etapas:
(a) hidrolizar la materia orgánica mediante hidrólisis biológica,
(b) someter a digestión anaerobia la materia orgánica hidrolizada en al menos dos fermentadores (fermentador acetogénico y fermentador metanogénico) para dar biogás y digestato,
(c) separar el digestato en una fracción líquida y una fracción sólida mediante medios mecánicos (primer flujo y segundo flujo),
(d) recircular la fracción sólida del digestato a la hidrólisis biológica (primer flujo),
(e) separar la fracción líquida del digestato en un filtrado y un retenido que contiene biomasa bacteriana mediante medios de filtración (segundo flujo),
(g) concentrar el filtrado mediante deshidratación (segundo flujo), y
(h) recircular el agua de deshidratación de la etapa (g) a la etapa de hidrólisis (a) para diluir la materia orgánica (segundo flujo),
así como
un sistema para el tratamiento de materia orgánica que comprende:
a) una o más unidades de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica mediante hidrólisis biológica, b) al menos dos fermentadores anaerobios (fermentador acetogénico y fermentador metanogénico) para la producción de biogás y digestato mediante fermentación de la materia orgánica hidrolizada, alimentándose dicho fermentador acetogénico con la materia orgánica hidrolizada y comprendiendo el fermentador metanogénico al menos dos conductos de salida por los que se descargan el biogás y el digestato,
c) un separador conectado al fermentador a través del conducto de salida y que recibe el digestato, pudiendo dicho separador separar el digestato en una fracción líquida y una fracción sólida,
d) un conducto que permite a dicha fracción sólida del digestato fluir fuera de dicho separador y ser devuelta a la unidad de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica mediante hidrólisis biológica,
e) un sistema de filtración para separar la fracción líquida del digestato en un filtrado y un retenido, comprendiendo dicho sistema de filtración una membrana a través de la cual se filtra la fracción líquida del digestato para obtener un filtrado y un retenido que contiene biomasa bacteriana,
g) un dispositivo de deshidratación para concentrar el filtrado, en el que dicho dispositivo de deshidratación está conectado al sistema de filtración a través de un conducto que permite que el filtrado fluya fuera del sistema de filtración,
h) un conducto que permite recircular el agua de deshidratación procedente del dispositivo de deshidratación a la unidad de hidrólisis.
El documento de patente EP 3415472 A1 (MURGIA, I., 19.12.2018) da a conocer:
un procedimiento para el tratamiento de materia orgánica que comprende las siguientes etapas:
(a) hidrolizar la materia orgánica,
(b) someter a digestión anaerobia la materia orgánica hidrolizada en un único fermentador para dar biogás y digestato,
(c) separar el digestato en una fracción líquida y una fracción sólida mediante medios mecánicos,
(e) separar la fracción líquida del digestato en un filtrado y un retenido que contiene biomasa bacteriana mediante medios de filtración,
(f) recircular el retenido que contiene biomasa bacteriana al fermentador,
así como
un sistema de tratamiento de materia orgánica que comprende:
a) una o más unidades de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica,
b) un único fermentador anaerobio para la producción de biogás y digestato mediante fermentación de la materia orgánica hidrolizada; alimentándose dicho fermentador con la materia orgánica hidrolizada y comprendiendo al menos dos conductos de salida por los que se descargan el biogás y el digestato, c) un separador conectado al fermentador a través del conducto de salida y que recibe el digestato, pudiendo dicho separador separar el digestato en una fracción líquida y una fracción sólida,
e) un sistema de filtración para separar la fracción líquida del digestato en un filtrado y un retenido, comprendiendo dicho sistema de filtración una membrana a través de la cual se filtra la fracción líquida del digestato para obtener un filtrado y un retenido que contiene biomasa bacteriana,
f) un conducto que permite al retenido fluir fuera de dicho sistema de filtración y ser devuelto al fermentador anaerobio.
Ante el problema de la gestión adecuada de los residuos y la demanda de energías renovables, existe la necesidad de procedimientos de digestión anaerobia más eficientes, en particular procedimientos de digestión anaerobia con una eficiencia de degradación mejorada y un mayor rendimiento de biogás, y que produzcan digestato de mayor calidad.
Sumario
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para el tratamiento de sustratos orgánicos mediante digestión anaerobia con una eficiencia de degradación mejorada, aumentando así la producción de biogás con la misma carga orgánica. La eficiencia de degradación mejorada se obtiene mediante el pretratamiento del sustrato orgánico mediante cuatro etapas de hidrólisis, lo que acelera la etapa de hidrólisis limitante de la velocidad de la digestión anaerobia, y mediante la gestión del digestato que abarca la separación del digestato en múltiples fases, y la recirculación de una fracción no digerida para el pretratamiento mediante hidrólisis térmica y digestión anaerobia y la recirculación de la biomasa bacteriana fermentante al fermentador. La presente invención permite además una recuperación eficiente de los nutrientes del digestato y la producción de un biofertilizante seco.
La presente invención se plasma en particular por las siguientes realizaciones:
Un procedimiento para el tratamiento de materia orgánica, que comprende las siguientes etapas:
(a) hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica;
(b) someter a digestión anaerobia la materia orgánica hidrolizada (113) en un único fermentador (50) para dar biogás (117) y digestato (115);
(c) separar el digestato (115) en una fracción líquida (119) y una fracción sólida (118) mediante medios mecánicos (60);
(d) recircular la fracción sólida (118) del digestato a la hidrólisis térmica;
(e) separar la fracción líquida (119) del digestato en un filtrado (123) y un retenido (121) que contiene biomasa bacteriana mediante medios de filtración (70);
(f) recircular el retenido (121) que contiene biomasa bacteriana al fermentador (50);
(g) concentrar el filtrado (123) mediante deshidratación; y
(h) recircular el agua de deshidratación (127) de la etapa (g) a la etapa de hidrólisis (a) para diluir la materia orgánica (101).
Dicho procedimiento, en el que dicho procedimiento comprende además una etapa (i) de secar el filtrado concentrado (125).
Dicho procedimiento, en el que la materia orgánica (101) se hidroliza mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica, en ese orden.
Dicho procedimiento, en el que se usa un reactivo alcalino, preferiblemente cal (CaO), para dicha hidrólisis química. Dicho procedimiento, en el que dicha hidrólisis térmica se lleva a cabo a una temperatura superior a 70 °C durante al menos 1 hora.
Dicho procedimiento, en el que dicha hidrólisis biológica se lleva a cabo por organismos microbianos presentes en la materia orgánica (101).
Dicho procedimiento, en el que dicha etapa de separación (c) comprende la centrifugación del digestato o en el que se usa un tamiz parabólico para dicha etapa de separación (c), preferiblemente se usa un tamiz parabólico.
Dicho procedimiento, en el que el filtrado (123) se concentra en la etapa (g) mediante evaporación.
Un sistema (100) para el tratamiento de materia orgánica (101), que comprende:
a) una o más unidades de hidrólisis (10, 20, 30, 40) para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica;
b) un único fermentador anaerobio (50) para la producción de biogás (117) y digestato (115) mediante fermentación de la materia orgánica hidrolizada (113), alimentándose dicho fermentador con la materia orgánica hidrolizada (113) y comprendiendo al menos dos conductos de salida por los que se descargan el biogás (117) y el digestato (115);
c) un separador (60) conectado al fermentador a través del conducto de salida y que recibe el digestato (115), pudiendo dicho separador (60) separar el digestato (115) en una fracción líquida (119) y una fracción sólida (118);
d) un conducto que permite a dicha fracción sólida del digestato (118) fluir fuera de dicho separador (60) y ser devuelta a la unidad de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis térmica (30); e) un sistema de filtración (70) para separar la fracción líquida (119) del digestato en un filtrado (123) y un retenido (121), comprendiendo dicho sistema de filtración (70) una membrana a través de la cual se filtra la fracción líquida del digestato (119) para obtener un filtrado (123) y un retenido (121) que contiene biomasa bacteriana;
f) un conducto que permite al retenido (121) fluir fuera de dicho sistema de filtración (70) y ser devuelto al fermentador anaerobio (50);
g) un dispositivo de deshidratación (80) para concentrar el filtrado (123), en el que dicho dispositivo de deshidratación (80) está conectado al sistema de filtración (70) a través de un conducto que permite que el filtrado (123) fluya fuera del sistema de filtración (70);
h) un conducto que permite recircular el agua de deshidratación (127) procedente del dispositivo de deshidratación (80) a la unidad de hidrólisis (20).
Dicho sistema comprende además:
i) un secador (90) para secar el filtrado concentrado (125).
Dicho sistema, en el que dicho sistema comprende una unidad de hidrólisis para la hidrólisis mecánica (10), una unidad de hidrólisis para la hidrólisis química (20), una unidad de hidrólisis para la hidrólisis térmica (30) y una unidad de hidrólisis para la hidrólisis biológica (40), en el que dichas unidades de hidrólisis están colocadas en serie en ese orden.
Dicho sistema, en el que dicho separador (60) es una centrifugadora o un tamiz parabólico, preferiblemente un tamiz parabólico.
Dicho sistema, en el que dicho sistema de filtración (70) es un sistema de ultrafiltración.
Dicho sistema, en el que dicho dispositivo de deshidratación (80) es un evaporador.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un esquema de un sistema (100) y un método según una realización de la invención.
Descripción detallada
El alcance de la presente invención sólo puede limitarse mediante las reivindicaciones relevantes.
La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a “una realización” significa que un rasgo, estructura o característica particular descrito en relación con la realización se incluye en al menos una realización de la presente invención. Por tanto, la aparición de la expresión “en una realización” en diversos lugares a lo largo de esta memoria descriptiva no se refiere necesariamente a la misma realización, pero puede que sí.
A continuación se describirán los métodos y materiales preferidos.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos usados en la divulgación de la invención, incluyendo los términos técnicos y científicos, tienen el significado que entiende habitualmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. A modo de orientación adicional, se incluyen definiciones de los términos usados en la descripción para apreciar mejor la enseñanza de la presente invención.
Tal como se usan en el presente documento, las formas en singular “un”, “uno/a” y “el/la” incluyen referentes tanto en singular como en plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
Los términos “que comprende”, “comprende” y “compuesto por”, tal como se usan en el presente documento, son sinónimos de “que incluye”, “incluye” o “que contiene”, “contiene”, y son inclusivos o abiertos y no excluyen miembros, elementos o etapas del método adicionales y no mencionados. Los términos también abarcan “que consiste en” y “que consiste esencialmente en”, que gozan de significados bien establecidos en la terminología de patentes.
La mención de intervalos numéricos mediante puntos finales incluye todos los números enteros y, en su caso, las fracciones incluidas dentro de ese intervalo (por ejemplo, de 1 a 5 puede incluir 1, 2, 3, 4 cuando se refiere, por ejemplo, a varios elementos, y también puede incluir 1,5, 2, 2,75 y 3,80 cuando se refiere, por ejemplo, a mediciones). La mención de puntos finales también incluye los propios valores de los puntos finales (por ejemplo, desde 1,0 hasta 5,0 incluye tanto 1,0 como 5,0). Cualquier intervalo numérico que se mencione en el presente documento incluirá todos los subintervalos incluidos en el mismo. Esto se aplica a los intervalos numéricos independientemente de si se introducen mediante la expresión “desde... hasta...” o la expresión “entre... y...” u otra expresión.
Se pretende que los términos “aproximadamente” o “alrededor de”, tal como se usan en el presente documento al referirse a un valor medible, tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, abarquen variaciones de y a partir del valor especificado, tales como variaciones de /-10 % o menos, preferiblemente /- 5 % o menos, más preferiblemente /- 1 % o menos, y todavía más preferiblemente /- 0,1 % o menos de y a partir del valor especificado, en la medida en que tales variaciones sean apropiadas de realizar en la invención dada a conocer. Debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador “aproximadamente” o “alrededor de” también se da a conocer de manera específica y preferible.
Mientras que los términos “uno o más” o “al menos uno”, tales como uno o más miembros o al menos un miembro de un grupo de miembros, resultan claros por sí mismos, por medio de una ejemplificación adicional, el término abarca, entre otros, una referencia a uno cualquiera de dichos miembros, o a dos o más de dichos miembros, tales como, por ejemplo, cualesquiera de >3, >4, >5, >6 o >7, etc., de dichos miembros, y hasta la totalidad de dichos miembros. En otro ejemplo, “uno o más” o “al menos uno” puede referirse a 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 o más.
Los términos “materia orgánica”, “sustrato orgánico” y “alimentación orgánica” se usan indistintamente en el presente documento y se refieren a productos, subproductos y residuos (incluyendo corrientes de residuos) procedentes de la agricultura, la silvicultura y las industrias relacionadas, así como a residuos industriales y domésticos, o a una
mezcla de los mismos. El término “biomasa”, tal como se usa en el presente documento, se refiere a la fracción biodegradable de la materia orgánica. Además de dicha biomasa, la materia orgánica puede contener, por ejemplo, nutrientes y agua.
Preferiblemente, la materia orgánica (101) descrita en el presente documento tiene un contenido de materia orgánica biodegradable o un contenido de biomasa superior al 50%, preferiblemente superior al 60% o al 70%, más preferiblemente superior al 75 %, incluso más preferiblemente superior al 80 %, tal como superior al 85 %, superior al 90 % o incluso superior al 95% del contenido de materia seca.
La materia orgánica (101) puede ser húmeda (es decir, líquida), seca (es decir, sólida) o semisólida. Los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento son particularmente útiles para el tratamiento de materia orgánica (101) con un alto contenido de materia seca, que es el peso de la materia orgánica una vez extraída la humedad. El contenido de materia seca puede determinarse secando una muestra en un horno hasta obtener un peso constante. En algunas realizaciones, la materia orgánica tiene un contenido de materia seca superior al 50% (p/p), preferiblemente superior al 60% (p/p) o al 70% (p/p), más preferiblemente superior al 75% (p/p), incluso más preferiblemente superior al 80% (p/p), tal como superior al 85% (p/p), superior al 90% o incluso superior al 95 % (p/p).
Pretratamiento - hidrólisis
Antes de que la materia orgánica (101) se introduzca en el fermentador (50) para la digestión anaerobia, puede someterse a una o más etapas de pretratamiento. El propósito de tal pretratamiento puede ser mezclar diferentes materias primas, licuar el sustrato orgánico, eliminar materiales indeseables tales como elementos grandes, materiales inertes no biodegradables (por ejemplo, plástico, vidrio) (separación) o microorganismos patógenos (pasteurización, esterilización), permitir una digestión más eficaz (por ejemplo, hidrólisis) y una producción de biogás aumentada y/o una mejor calidad del digestato. Hay disponible una gran variedad de procedimientos de pretratamiento, cuya selección depende, entre otras cosas, de la materia prima.
En determinadas realizaciones, en particular cuando se usa materia prima con un contenido de materia seca superior al 50 %, la materia orgánica o la materia orgánica parcialmente hidrolizada, en particular la materia orgánica hidrolizada mecánicamente (103), se mezcla con agua (127), preferiblemente agua de procedimiento recirculada. Dicho mezclado tiene lugar preferiblemente durante la hidrólisis de la materia orgánica. El mezclado con agua licua el sustrato orgánico, lo que puede hacerlo más accesible para determinados procedimientos hidrolíticos y/o digestión anaerobia. Puede mezclarse una cantidad de agua con la materia orgánica o la materia orgánica parcialmente hidrolizada para obtener una materia prima diluida con un contenido de humedad preestablecido.
El pretratamiento mediante hidrólisis mejora la digestión anaerobia. Tal como se usa en el presente documento, el término “hidrólisis” se refiere a cualquier técnica que hace que la biomasa sea más accesible para la digestión anaerobia. Normalmente, la hidrólisis abarca la descomposición de la materia orgánica (101) en constituyentes fermentables más pequeños que se vuelven disponibles para las bacterias en el fermentador (50). La hidrólisis de la materia orgánica (101) se obtiene mediante técnicas mecánicas, térmicas, químicas y biológicas. En algunas realizaciones, la materia orgánica (101) se hidroliza mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica en cualquier orden o en ese orden.
La hidrólisis mecánica implica todos los tipos de molienda. Durante la hidrólisis mecánica, el tamaño de partícula del sustrato orgánico se reduce mediante fuerzas físicas (por ejemplo, fuerzas de cizallamiento o compresión), lo que da como resultado un material más susceptible a las posteriores etapas de hidrólisis y/o digestión anaerobia. En algunas realizaciones, la materia orgánica se procesa mediante hidrólisis mecánica hasta un tamaño de partícula de 8 mm o menos, preferiblemente de 6 mm o menos, más preferiblemente de 5 mm o menos. Los ejemplos no limitativos de medios adecuados para la hidrólisis mecánica incluyen una trituradora, un molino de martillos, un molino de bolas, una prensa de husillo.
La hidrólisis química se usa para lograr la destrucción (adicional) de la materia orgánica mediante productos químicos tales como ácidos, álcalis u oxidantes (por ejemplo, ozonización) fuertes. El producto químico puede seleccionarse basándose en la composición de la materia prima. En algunas realizaciones, se usa un reactivo alcalino para la hidrólisis química (es decir, hidrólisis alcalina). La hidrólisis alcalina es especialmente útil para combinarla con la posterior hidrólisis biológica para garantizar unas condiciones óptimas para los microorganismos. Los ejemplos no limitativos de reactivos alcalinos incluyen cal (CaO/Ca(OH)2), NaOH y Na2CO3.
La hidrólisis térmica de la biomasa se refiere al tratamiento de la materia orgánica a una temperatura elevada para solubilizar una parte importante de la materia particulada y/o convertir la materia orgánica en materia fácilmente soluble y biodegradable. La hidrólisis térmica también efectúa la higienización (es decir, la reducción del contenido de microorganismos, especialmente de microorganismos patógenos) de la materia orgánica antes de introducirla en el fermentador. La hidrólisis térmica puede llevarse a cabo a diversas temperaturas que oscilan entre aproximadamente 50 °C y aproximadamente 250 °C. En algunas realizaciones, la hidrólisis térmica se lleva a cabo a una temperatura superior a 70 °C, preferiblemente a una temperatura de entre 70 °C y 100 °C, durante al menos 1 hora. Los tiempos preferidos para esta hidrólisis térmica dependen inversamente de la temperatura empleada (es
decir, puede obtenerse un mismo grado de degradación para un tratamiento térmico a alta temperatura o un tiempo de tratamiento más largo a temperaturas más bajas) y, además, por ejemplo, de la composición de la materia prima. En algunas realizaciones, la hidrólisis térmica se lleva a cabo a una temperatura de entre 75 °C y 95 °C durante entre 6 y 24 horas, más preferiblemente a una temperatura de entre 80 °C y 90 °C durante entre 9 y 18 horas, tal como, por ejemplo, a aproximadamente 85 °C durante aproximadamente 12 horas. El calor para dicha hidrólisis térmica puede ser proporcionado por el sistema, más particularmente el calor residual procedente de los motores del sistema.
La hidrólisis biológica abarca la descomposición microbiana de la materia orgánica (parcialmente hidrolizada) en condiciones aerobias o anaerobias para mejorar la disponibilidad de los constituyentes orgánicos para la digestión anaerobia. Estos microorganismos pueden estar presentes de manera natural en la biomasa, o pueden añadirse a la materia orgánica (parcialmente hidrolizada). En algunas realizaciones, la hidrólisis biológica de la materia orgánica (parcialmente hidrolizada) se ve facilitada por procedimientos biológicos catalizados por organismos microbianos, incluyendo bacterias y hongos, presentes en la materia orgánica. El tiempo de retención de la biomasa (parcialmente hidrolizada) en la unidad de hidrólisis para la hidrólisis biológica es normalmente de entre 1 y 7 días, preferiblemente de entre 1 y 6 días, más preferiblemente de entre 1 y 4 días, incluso más preferiblemente de entre 24 horas y 72 horas o de entre 24 horas y 48 horas. La unidad de hidrólisis (40) para la hidrólisis biológica puede enfriarse. La hidrólisis se lleva a cabo en una unidad de hidrólisis, que puede adoptar diversas formas, tales como una forma cónica. El contenido de la unidad de hidrólisis se mezcla preferiblemente de manera intermitente o continua. La unidad de hidrólisis comprende una entrada para recibir la materia orgánica (parcialmente hidrolizada) y una salida para descargar la materia orgánica hidrolizada. La unidad de hidrólisis puede comprender una salida adicional para descargar el material que se ha depositado.
El sistema descrito en el presente documento puede comprender diferentes unidades de hidrólisis conectadas secuencialmente entre sí, por ejemplo, una primera unidad de hidrólisis (10) para la hidrólisis mecánica de la materia orgánica (101), una segunda unidad de hidrólisis (20) para la hidrólisis química de la materia orgánica hidrolizada mecánicamente (103), una tercera unidad de hidrólisis (30) para la hidrólisis térmica de la materia orgánica hidrolizada mecánica y químicamente (105) y una cuarta unidad de hidrólisis (40) para la hidrólisis biológica de la materia orgánica hidrolizada mecánica, química y térmicamente (109).
Fermentación o digestión anaerobia
Los términos “fermentación”, “fermentante” y “digestión anaerobia” se usan en el presente documento como sinónimos y se refieren a un procedimiento microbiano que tiene lugar en ausencia de oxígeno (es decir, de manera anaerobia) en el que la biomasa se convierte en productos más simples tales como metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), H2 y H2O.
Los microorganismos usados en un procedimiento de fermentación pueden ser una combinación de diversos tipos de microorganismos, tales como bacterias termófilas o mesófilas. En algunas realizaciones, se usan bacterias mesófilas.
La fermentación se produce normalmente a temperaturas de entre 15 °C y 65 °C, dependiendo de los microorganismos implicados. Los intervalos de temperatura que proporcionan condiciones de digestión adecuadas para las bacterias mesófilas pueden oscilar entre 20 °C y 45 °C, preferiblemente entre 37 °C y 41 °C, tal como, por ejemplo, a aproximadamente 40 °C. Los intervalos de temperatura que proporcionan condiciones de digestión adecuadas para las bacterias termófilas pueden oscilar entre 50 °C y 70 °C, preferiblemente entre 50 °C y 52 °C. El tiempo de residencia de la materia orgánica en el fermentador varía, entre otras cosas, con la composición de la materia orgánica y la temperatura del procedimiento, y puede oscilar entre 10 y 60 días o entre 20 y 40 días, tal como aproximadamente 40 días.
La fermentación se lleva a cabo en un único fermentador o en una única unidad de fermentación o instalación de fermentación (50). Éstas pueden adoptar diversas formas, tales como un reactor de tanque de hormigón o metal o un reactor ovalado. La unidad de fermentación también puede comprender más de un tanque fermentador. Todas las etapas del procedimiento de fermentación se producen en un único reactor de fermentación; en el sistema pueden estar presentes uno o más de dichos reactores de fermentación. También puede distinguirse entre reactores de alimentación continua, semicontinua y discontinua. En los reactores de alimentación continua, el material recién preparado, en particular la materia orgánica hidrolizada, se añade continuamente a los reactores, mientras que en los reactores de alimentación semicontinua, el material recién preparado, en particular la materia orgánica hidrolizada, se añade al reactor a intervalos regulares de entre aproximadamente 3 horas y aproximadamente 6 horas, por ejemplo, cada 3, 4, 5 o 6 horas. Preferiblemente, en los métodos y sistemas descritos en el presente documento se usa un reactor de alimentación semicontinua, más preferiblemente la unidad de fermentación se alimenta con materia orgánica hidrolizada cada de 3 a 6 horas, preferiblemente cada de 4 a 6 horas, tal como cada 4 horas. En los reactores de alimentación continua y semicontinua, es necesario mezclar el material recién preparado y el previo en la unidad de fermentación para que los microorganismos entren en contacto con el material recién alimentado más rápidamente. El mezclado puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante agitación,
circulación del líquido o alimentación en biogás. El fermentador puede estar termorregulado.
El producto final húmedo de la fermentación se denomina “digestato” (115). La composición del digestato depende principalmente de la composición de la materia orgánica fermentada. El digestato contiene además los nutrientes minerales, por ejemplo, nitrógeno inorgánico y fósforo inorgánico, que están presentes en el sustrato orgánico inicial. El digestato también comprende al menos una parte de la biomasa bacteriana contenida en el fermentador.
Además, en la instalación de fermentación (50) se produce biogás (117). En el presente documento se entiende que el término “biogás” se refiere a la mezcla de gases producida después de la fermentación de la biomasa. El biogás comprende principalmente metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), y puede comprender además uno o más componentes seleccionados del grupo que se compone de H2O, H2S y NH3. La composición exacta del biogás se determina mediante la composición de la materia orgánica fermentada.
El biogás puede convertirse en electricidad, calor, energía mecánica o una combinación de dos o más de los mismos. Además, también es posible, opcionalmente después de purificar el biogás para dar biometano, darle valor como gas natural de fuente renovable. Por ejemplo, el biogás natural puede inyectarse en la red de gas natural, o puede comprimirse a una presión de 200 a 250 bar para dar bio-GNC (gas natural comprimido), más concretamente denominado CBG (biogás comprimido), así como CBM (biometano comprimido). El biometano, preferiblemente biometano purificado, también puede usarse como precursor para la producción de biopolímeros.
En algunas realizaciones, el biogás producido (117) se enfría en una unidad de refrigeración, preferiblemente un condensador, para eliminar agua y H2S, y dicha agua que comprende H2S se transfiere a una unidad de fotooxidación para la conversión de H2S en H2SO4. Dicho H2SO4 puede usarse ventajosamente para mejorar la recuperación de nitrógeno (N) a partir del sustrato orgánico en la etapa de deshidratación, tal como se describe en otra parte en el presente documento.
La producción de biogás es directamente proporcional a la eficiencia de la digestión anaerobia y al número de bacterias en el fermentador. En los métodos y sistemas descritos en el presente documento, la eficiencia de la digestión aumenta, entre otras cosas, debido a la recuperación de biomasa bacteriana a partir del digestato y su reintroducción en el fermentador, lo que también dará como resultado una producción de biogás aumentada.
Separación del digestato
En un separador o una unidad de separación (60), las fracciones sólida (118) y líquida (119) del digestato se separan entre sí, preferiblemente mediante un separador sólido-líquido mecánico (60). Está disponible en el mercado una variedad de tecnologías de separación sólido-líquido que incluyen, sin limitación, centrifugadoras (decantadoras), separadores de prensa de husillo, tamices de arco o tamices parabólicos, tamices de arco de doble círculo, prensas de banda de tamiz y prensas de tambor de tamiz. Preferiblemente, se usa una centrifugadora (60), más preferiblemente un tamiz parabólico, en los métodos y sistemas descritos en el presente documento.
En el presente documento se entiende que el término “fracción sólida o gruesa del digestato” (118) se refiere a la fracción del digestato después de la separación que contiene al menos el 15% (p/p) de materia seca. Esta fracción sólida o gruesa comprende materia orgánica no digerida y/o parcialmente digerida. Esta fracción sólida se recircula a la unidad de hidrólisis (30) para la hidrólisis térmica, por ejemplo, mediante una bomba de recirculación, para permitir la hidrólisis adicional de la materia orgánica. Además, el tiempo de residencia real de esta fracción sólida es mucho mayor que el de la fracción más rápidamente digerible del sustrato orgánico, lo que permite una mejor degradación de la misma, aumentando así la eficiencia de la digestión.
En el presente documento se entiende que el término “fracción líquida o fina del digestato” (119) se refiere a la fracción del digestato después de la separación que comprende menos del 6 % (p/p) de materia seca. La fracción líquida del digestato contiene la mayor parte de la biomasa bacteriana procedente del fermentador. Esta fracción líquida se envía a la etapa de (ultra)filtración en el método descrito en el presente documento.
Los nutrientes o la materia inorgánica o mineral presentes en el sustrato orgánico no se distribuyen de la misma manera entre las dos fracciones después de la separación, por ejemplo, el fósforo inorgánico va en gran parte a la fracción sólida y el nitrógeno y el potasio inorgánicos se encuentran sobre todo en la fracción líquida.
Esta etapa de separación líquido-sólido también es ventajosa para la posterior etapa de (ultra)filtración, ya que clarifica el digestato y permite una (ultra)filtración más fácil. De hecho, sin dicha etapa de separación, las membranas pueden dañarse debido a la presencia de materia seca no separada, y la presencia de dicha materia seca no separada también aumentaría la viscosidad del digestato, lo que a su vez aumentaría el consumo de energía del procedimiento de filtración.
Para mejorar la separación sólido-líquido, por ejemplo, en el caso de sustratos orgánicos de alto contenido en fibras, pueden aplicarse agentes de floculación o precipitación tales como polielectrolitos o polímeros.
Filtración
En la etapa de filtración, la fracción líquida (119) del digestato se separa adicionalmente, normalmente con un tamaño de separación menor que en la primera etapa de separación, o se filtra haciendo pasar el digestato líquido (119) a través de una membrana. Dependiendo del tamaño de poro de la membrana y de la presión transmembrana, algunas partículas son retenidas por la membrana, mientras que otras partículas más pequeñas, y el permeado de agua relativamente purificado, pasan a través de la membrana.
La microfiltración puede separar partículas de 0,1 |im, mientras que la ultrafiltración puede separar partículas y coloides de diámetros inferiores a 0,01 |im. En algunas realizaciones preferidas, la fracción líquida del digestato se separa o se filtra mediante medios de microfiltración o ultrafiltración, preferiblemente medios de ultrafiltración. De esta manera, una primera corriente de digestato líquido filtrado (123) sustancialmente libre de biomasa bacteriana fluye fuera de la unidad de filtración; por otro lado, es retenida una corriente retenida (121) en la que se concentra la biomasa bacteriana.
La “fracción filtrada” o “filtrado” o “permeado” (123), tal como se usa en el presente documento, se refiere a la fracción de la fracción líquida (119) del digestato después de la filtración que pasa a través de la membrana. Esta fracción está sustancialmente libre de biomasa bacteriana. En algunas realizaciones, el contenido de materia seca del filtrado es inferior al 4 % (p/p), preferiblemente inferior al 3 % (p/p), tal como de aproximadamente el 2 % (p/p). La “fracción retenida” o “retenido” (121), tal como se usa en el presente documento, se refiere a la fracción de la fracción líquida (119) del digestato después de la filtración que se retiene en la membrana. Esta fracción retenida (121) se concentra en la biomasa bacteriana procedente del fermentador.
En los métodos y sistemas descritos en el presente documento puede usarse cualquier tipo de unidad de filtración (70), incluyendo unidades de filtración de flujo cruzado, en las que el flujo de alimentación se desplaza tangencialmente a través de la superficie de la membrana, en lugar de entrar en la membrana, o unidades de filtración por rotación, en las que el efecto de flujo cruzado se genera mediante la rotación de las membranas o mediante la rotación del rotor. Preferiblemente, la unidad de filtración (70) es una unidad de filtración por rotación. En los métodos descritos en el presente documento, la fracción retenida (121) se devuelve al fermentador anaerobio (50) mediante una corriente de recirculación, preferiblemente movida por una bomba. La recirculación del retenido (121) es particularmente deseable ya que reduce drásticamente el flujo de salida de bacterias fermentantes. La densidad bacteriana del fermentador se ve así incrementada, permitiendo una degradación más eficiente de la materia orgánica y una mayor producción de biogás. La recirculación del retenido (121) es particularmente ventajosa cuando la fermentación tiene lugar en un único reactor de fermentación. Por el contrario, cuando se usan múltiples reactores de fermentación para las diferentes etapas del procedimiento de fermentación (es decir, hidrólisis del sustrato y digestión de acidógenos, digestión de acetógenos y digestión de metanógenos) con condiciones de funcionamiento óptimas para las bacterias particulares implicadas, el digestato contendrá principalmente biomasa bacteriana procedente del último reactor. Por tanto, la recirculación del retenido a los fermentadores puede dar lugar a un aumento de la densidad bacteriana en el último reactor, pero es poco probable que sea beneficioso en los otros reactores debido a las diferentes condiciones de funcionamiento. Por consiguiente, en los primeros reactores seguirá habiendo lavado de la biomasa bacteriana.
Deshidratación del filtrado
En los métodos según la invención, los nutrientes, particularmente nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), se recuperan del sustrato orgánico. Para este fin, se aplica un procedimiento de deshidratación al filtrado (123), aumentando así la concentración de nutrientes. Preferiblemente, el calor necesario para dicha etapa de deshidratación procede del calor residual de otras etapas del procedimiento, tales como la generación de electricidad a partir de biogás.
En los métodos descritos en el presente documento, el agua de deshidratación (127) se recircula para diluir la materia prima entrante.
En algunas realizaciones, los nutrientes se separan del filtrado (123) mediante evaporación. Los nutrientes no volátiles presentes en el filtrado se concentran evaporando el agua (127) y se recupera el concentrado (125). El vapor se condensa y se usa para diluir la materia prima recién preparada.
Para la recuperación del nitrógeno (N) mediante evaporación, puede añadirse al filtrado (123) una disolución fuertemente ácida, en particular una disolución de ácido sulfúrico, antes de la evaporación. Específicamente, el nitrógeno (N) se convierte en amoníaco (NH3) volátil en el procedimiento de fermentación, que luego desaparece en la fase de vapor al evaporarse el filtrado. La adición de la disolución de ácido sulfúrico (H2SO4) provoca la formación de sulfato de amonio ((NH4)2SO4), que permanece como residuo junto con los demás nutrientes no volátiles después de la evaporación. Como alternativa, el ácido sulfúrico (H2SO4) puede añadirse a la fase de vapor después de la evaporación (es decir, agua ácida o lavado de gases) para producir sulfato de amonio ((NH4)2SO4).
Existen varios tipos de evaporadores (80) en el mercado para su uso en plantas de digestión, incluyendo evaporadores de película descendente, evaporadores de circulación forzada, evaporadores de vacío. Preferiblemente, en los métodos y sistemas descritos en el presente documento se usa un evaporador de película
descendente.
Una tecnología alternativa para separar los nutrientes del filtrado es la destilación por arrastre de vapor, en la que se sopla vapor a través del filtrado para que los nutrientes volátiles (por ejemplo, amoníaco (NH3)) pasen a la fase gaseosa. Después de limpiar la fase gaseosa, por ejemplo, usando un lavador de aire o gases ácidos, con ácido sulfúrico (H2SO4), el nitrógeno (N) puede separarse del filtrado en forma de sulfato de amonio ((NH^SCU).
Secado del filtrado concentrado
Opcionalmente, puede secarse el filtrado concentrado (125) obtenido mediante deshidratación o evaporación. El procedimiento de secado tiene como objetivo estabilizar adicionalmente el producto (bio)fertilizante (129), así como reducir adicionalmente su masa total. También aumenta la concentración de nutrientes al tiempo que reduce el contenido de humedad, para facilitar el almacenamiento y el transporte. En algunas realizaciones, el contenido de materia seca de dicho filtrado concentrado secado (129) es superior al 50% (p/p), preferiblemente superior al 55% (p/p), más preferiblemente superior al 60 % (p/p). Esta fracción también está enriquecida en nutrientes minerales, en particular nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), y, por tanto, es particularmente útil como (bio)fertilizante.
Ejemplos no limitativos de secadores (90) adecuados son el secador de paletas, el secador de cinta, el secador de lecho fluidizado, el secador de alimentación y giro y el secador de lecho de arena. En algunas realizaciones, se usa un secador de paletas para secar el filtrado concentrado.
Preferiblemente, el calor para dicha etapa de secado puede ser proporcionado por el sistema descrito en el presente documento, en particular el calor residual de los motores del sistema.
En algunas realizaciones, el filtrado concentrado (125) se seca junto con la materia (111) que se ha depositado en las unidades de hidrólisis, en particular en la unidad de hidrólisis térmica (30). Tal como se describe en otras partes en el presente documento, la fracción sólida del digestato (118), que también contiene materia mineral (por ejemplo, fósforo inorgánico), se recircula a una de las unidades de hidrólisis, preferiblemente a la unidad de hidrólisis térmica (30), para su posterior hidrólisis y digestión anaerobia. La materia mineral contenida en dicha fracción sólida (118) puede depositarse en dicha unidad de hidrólisis (térmica) (30) y descargarse a través de una salida para su secado con el filtrado concentrado (125).
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un sistema adecuado para tratar materia orgánica según los métodos descritos en el presente documento. En particular, se proporciona un sistema (100) que comprende: a) una o más unidades de hidrólisis (10, 20, 30, 40) para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica;
b) un único fermentador anaerobio (50) para la producción de biogás (117) y digestato (115) mediante fermentación de la materia orgánica hidrolizada (113), alimentándose dicho fermentador con la materia orgánica hidrolizada (113) y comprendiendo al menos dos conductos de salida por los que se descargan el biogás (117) y el digestato (115);
c) un separador (60) conectado al fermentador (50) a través del conducto de salida y que recibe el digestato (115), pudiendo dicho separador (60) separar el digestato (115) en una fracción líquida (119) y una fracción sólida (118);
d) un conducto que permite a dicha fracción sólida (118) del digestato fluir fuera de dicho separador (60) y ser devuelta a la unidad de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis térmica (30); e) un sistema de filtración (70) para separar la fracción líquida (119) del digestato en un filtrado (123) y un retenido (121), comprendiendo dicho sistema de filtración (70) una membrana a través de la cual se filtra la fracción líquida (119) del digestato para obtener un filtrado (123) y un retenido (121) que contiene biomasa bacteriana;
f) un conducto que permite al retenido (121) fluir fuera de dicho sistema de filtración (70) y ser devuelto al fermentador anaerobio (50);
g) un dispositivo de deshidratación (80) para concentrar el filtrado (123), en el que dicho dispositivo de deshidratación (80) está conectado al sistema de filtración (70) a través de un conducto que permite que el filtrado (123) fluya fuera del sistema de filtración (70);
h) un conducto que permite recircular el agua de deshidratación (127) procedente del dispositivo de deshidratación (80) a la unidad de hidrólisis (20); y
opcionalmente i) un secador (90) para secar el filtrado concentrado (125).
Ejemplos
Ejemplo 1
Se comenta una realización de la invención con referencia a la figura 1. Un sustrato orgánico (101) rico en materia orgánica biodegradable (al menos el 80% del contenido de materia seca), se somete a hidrólisis mecánica en una unidad de hidrólisis mecánica (10) que comprende una tolva con suelo de mortero o de empuje y un molino de martillos para fraccionar el sustrato orgánico aplicando fuerzas físicas. El sustrato hidrolizado mecánicamente (103) se diluye con agua (127) procedente de la unidad de evaporación (80) y luego se hidroliza mediante hidrólisis química, térmica y biológica consecutivamente. La unidad de hidrólisis química (20) comprende un tanque de hormigón equipado con múltiples mezcladores para mezclar el sustrato orgánico con un reactivo alcalino, por ejemplo cal, que se añade hasta pH 8,5. La unidad de hidrólisis química (20) comprende además una salida (107) para descargar el material depositado. La mezcla (105) procedente de la hidrólisis química, que se encuentra a pH 8,5, se bombea luego a una unidad de hidrólisis térmica (30). Esta unidad de hidrólisis térmica (30) es un tanque con fondo cónico, que se termorregula a aproximadamente 85 °C usando el calor residual procedente de los motores del sistema. El tanque está equipado con un mezclador de entrada superior. El tiempo de residencia del sustrato en el tanque es de al menos 1 hora. Una salida situada en el fondo cónico permite descargar del sistema el material inerte depositado (111). El sustrato hidrolizado mecánica, química y térmicamente (109) se transfiere luego a una unidad de hidrólisis biológica (40), donde se retiene durante un par de días, normalmente durante aproximadamente 72 horas, para hidrolizar adicionalmente el sustrato mediante acción microbiana. La unidad de hidrólisis biológica (40) es un tanque con un volumen de aproximadamente 1500 m3 fabricado de un material, por ejemplo, metal esmaltado, que es resistente a pH bajo (por ejemplo, pH 5). El tanque se enfría y el contenido del reactor se mezcla mediante un mezclador externo.
Tras la hidrólisis del sustrato, se bombea a la unidad de fermentación (50) que comprende 4 tanques fermentadores, teniendo cada uno un volumen de aproximadamente 5000 m3. Los fermentadores se alimentan continuamente. El contenido de los fermentadores se mezcla con 3 mezcladores externos diferentes. El tiempo de retención hidráulica es de aproximadamente 40 días. El sustrato hidrolizado (113) se convierte en biogás (117) y digestato (115) en dicha unidad de fermentación (50).
El digestato húmedo (115) se separa en una centrifugadora (60) en una fracción líquida (119) y otra sólida (118). La fracción sólida (118), que contiene materia orgánica no digerida y parcialmente digerida y materia mineral, se recircula a través de un conducto a la unidad de hidrólisis térmica (30) para su posterior hidrólisis y fermentación. La materia mineral (111) contenida en dicha fracción sólida puede depositarse en el fondo cónico de dicho tanque (30) y ser descargada del sistema a través de una salida.
La fracción líquida (119) del digestato se filtra en una unidad de ultrafiltración (70) en un filtrado (123) y un retenido (121).
La fracción retenida (121) con biomasa bacteriana se devuelve al fermentador anaerobio (50) a través de un conducto de recirculación.
El filtrado (123) se concentra, después de la adición de ácido sulfúrico, en un evaporador (80). Este concentrado (125), junto con la materia depositada (111) de la unidad de hidrólisis térmica (30), se seca adicionalmente en un secador de paletas (90) para producir un (bio)fertilizante seco (129) con un contenido de materia seca superior al 60% (p/p) y enriquecido en nutrientes minerales, en particular nitrógeno inorgánico (N), fósforo inorgánico (P) y potasio inorgánico (K). El vapor procedente de la unidad de evaporación (80) se condensa y esta agua de evaporación (127) se usa para diluir el sustrato orgánico (101).
Claims (12)
1. Un procedimiento para el tratamiento de materia orgánica, que comprende las siguientes etapas:
(a) hidrolizar la materia orgánica mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica;
(b) someter a digestión anaerobia la materia orgánica hidrolizada en un único fermentador (50) para dar biogás y digestato;
(c) separar el digestato en una fracción líquida y una fracción sólida mediante medios mecánicos; (d) recircular la fracción sólida del digestato a la hidrólisis térmica;
(e) separar la fracción líquida del digestato en un filtrado y un retenido que contiene biomasa bacteriana mediante medios de filtración;
(f) recircular el retenido que contiene biomasa bacteriana al fermentador;
(g) concentrar el filtrado mediante deshidratación; y
(h) recircular el agua de deshidratación de la etapa (g) a la etapa de hidrólisis (a) para diluir la materia orgánica.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho procedimiento comprende además una etapa (i) de secar el filtrado concentrado.
3. El procedimiento según la reivindicación 1o 2, en el que se usa un reactivo alcalino, preferiblemente cal (CaO), para dicha hidrólisis química.
4. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que dicha hidrólisis térmica se lleva a cabo a una temperatura superior a 70 °C durante al menos 1 hora.
5. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que dicha hidrólisis biológica se lleva a cabo por organismos microbianos presentes en la materia orgánica.
6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha etapa de separación (c) comprende la centrifugación del digestato o en el que se usa un tamiz parabólico para dicha etapa de separación (c), preferiblemente se usa un tamiz parabólico.
7. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el filtrado se concentra en la etapa (g) mediante evaporación.
8. Un sistema (100) para el tratamiento de materia orgánica (101), que comprende:
(a) una o más unidades de hidrólisis (10, 20, 30, 40) para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis mecánica, hidrólisis química, hidrólisis térmica e hidrólisis biológica;
(b) un único fermentador anaerobio (50) para la producción de biogás (117) y digestato (115) mediante fermentación de la materia orgánica hidrolizada (113), alimentándose dicho fermentador con la materia orgánica hidrolizada (113) y comprendiendo al menos dos conductos de salida por los que se descargan el biogás (117) y el digestato (115);
(c) un separador (60) conectado al fermentador a través del conducto de salida y que recibe el digestato (115), pudiendo dicho separador (60) separar el digestato (115) en una fracción líquida (119) y una fracción sólida (118);
(d) un conducto que permite a dicha fracción sólida del digestato (118) fluir fuera de dicho separador (60) y ser devuelta a la unidad de hidrólisis para hidrolizar la materia orgánica (101) mediante hidrólisis térmica (30);
(e) un sistema de filtración (70) para separar la fracción líquida (119) del digestato en un filtrado (123) y un retenido (121), comprendiendo dicho sistema de filtración (70) una membrana a través de la cual se filtra la fracción líquida del digestato (119) para obtener un filtrado (123) y un retenido (121) que contiene biomasa bacteriana;
(f) un conducto que permite al retenido (121) fluir fuera de dicho sistema de filtración (70) y ser devuelto al fermentador anaerobio (50);
(g) un dispositivo de deshidratación (80) para concentrar el filtrado (123), en el que dicho dispositivo
de deshidratación (80) está conectado al sistema de filtración (70) a través de un conducto que permite que el filtrado (123) fluya fuera del sistema de filtración (70);
(h) un conducto que permite recircular el agua de deshidratación (127) procedente del dispositivo de deshidratación (80) a la unidad de hidrólisis (20).
9. El sistema según la reivindicación 8, que comprende además:
(i) un secador (90) para secar el filtrado concentrado (125).
10. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en el que dicho separador (60) es una centrifugadora o un tamiz parabólico, preferiblemente un tamiz parabólico.
11. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho sistema de filtración (70) es un sistema de ultrafiltración.
12. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que dicho dispositivo de deshidratación (80) es un evaporador.
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