ES2965557B2

ES2965557B2 - Proceso de tratamiento de residuos solidos heterogeneos sin segregacion previa

Info

Publication number: ES2965557B2
Application number: ES202330755A
Authority: ES
Inventors: Lopez Rafael Ribas; Martinez Oscar Ribas
Original assignee: Thermowaste SL
Current assignee: Thermowaste SL
Priority date: 2023-09-07
Filing date: 2023-09-07
Publication date: 2025-10-22
Anticipated expiration: 2043-09-07
Also published as: WO2025052022A1; ES2965557A1

Description

DESCRIPCIÓN

PROCESO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS HETEROGÉNEOS SIN

SEGREGACIÓN PREVIA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un proceso de tratamiento de residuos sólidos heterogéneos sin segregación previa, es decir sin tener que clasificar o desembolsar los residuos.

El objeto de la presente invención recae en un proceso técnico destinado específicamente al tratamiento de residuos sólidos, tal como residuos municipales, residuos industriales asimilables a urbanos y residuos hospitalarios o envases de Tetrapack ®, para transformarlos, sin necesidad de segregación previa (los diferentes tipos de residuos pueden estar revueltos en bolsas), en subproductos limpios y manipulables que puedan volver a ser utilizados en forma de materias primas, para lo cual se basa, esencialmente, en la desinfección y esterilización del residuo y en su transformación morfológica para facilitar su posterior clasificación mediante la aplicación combinada de vapor de agua y de una corriente de radical hidroxilo en el interior de un reactor hermético presurizado en que se introduce dicho residuo.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada al procesamiento y transformación de residuos, principalmente residuos sólidos urbanos, residuos asimilables a urbanos y residuos hospitalarios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los residuos sólidos, concretamente residuos municipales, residuos industriales asimilables a urbanos y residuos hospitalarios, en adelante “residuo”, se caracterizan por presentar una composición altamente heterogénea en la que confluyen elementos metálicos, plásticos en todas sus variantes y polímeros, piezas de origen mineral como piedras, cerámica, conchas, huesos, compuestos orgánicos tales como restos de comida, heces, animales sin vida y otros restos de origen animal o compuestos de celulosa, fibras textiles, fibras de origen vegetal como el papel, el cartón o los restos de poda, entre otros. Además la granulometría del residuo puede variar de unas pocas décimas de milímetro a varios centímetros.

Por otra parte, desde un punto de vista bioquímico, el residuo se caracteriza por su alto contenido en patógenos, término que se emplea normalmente para describir microorganismos como virus, bacterias y hongos, entre otros agentes infecciosos que pueden provocar enfermedades al ser humano y a los animales.

A su vez, principalmente motivado por la presencia de materia orgánica, el PH medio del residuo se sitúa entre el 6 y el 8, mientras que su humedad se localiza entre un 40% y 60% (w/w).

Estas condiciones del residuo dificultan no solamente los mecanismos de clasificación, sino también la reutilización de los materiales obtenidos. Cuando un envase de plástico o un envase metálico ha estado en contacto con elementos orgánicos, con un alto grado de probabilidad arrastrará trazas de esos componentes orgánicos en sus paredes, que en condiciones de temperatura ambiente proliferarán en patógenos como consecuencia de su descomposición aeróbica. Por tanto, no solamente es necesario segregar correctamente el residuo para aprovechar los materiales que lo componen, sino que también es preciso limpiarlos y desinfectarlos adecuadamente.

Adicionalmente, los envases tipo Tetrapack ® al ser envases multicapa fabricados generalmente con un 75% de cartón, un 20% de plástico polietileno y un 5% de aluminio, son especialmente difíciles de reciclar al no poder separar fácilmente el plástico polietileno del aluminio.

Las políticas ambientales destinadas a la clasificación en origen, no solamente no tienen en cuenta su elevado coste logístico y la contaminación ambiental que genera producto de la recogida selectiva, sino que tampoco tienen en cuenta este aspecto fundamental asociado a la limpieza del residuo.

Por estos motivos, dichas directivas ya han demostrado un lento e ineficiente grado de implementación, así como también un cierto rechazo por parte de la sociedad a llevar a cabo el trabajo de segregación en origen.

El objetivo de la presente invención es, pues, proporcionar una solución práctica que permita resolver ambas problemáticas en una sola operación de tratamiento del residuo, a través de un nuevo proceso que concentra de forma simultánea las actuaciones de desinfección del residuo, incluso envases tipo Tetrapack ® y su transformación morfológica para facilitar su posterior clasificación.

Por otra parte, y como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, al menos por parte del solicitante, se desconoce que se haya realizado o se venga realizando ningún otro proceso de tratamiento de residuos que presente unas características técnicas iguales o semejantes a las de la presente invención.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El proceso de tratamiento de residuos sólidos heterogéneos sin segregación previa que la invención propone se configura como la solución idónea para llevar a cabo el objetivo anteriormente señalado, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.

Concretamente, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un proceso técnico destinado específicamente al tratamiento de residuos sólidos municipales, residuos industriales asimilables a urbanos, residuos hospitalarios y envases tipo Tetrapack ®, que permite transformarlos, sin necesidad de segregación previa (los diferentes tipos de residuos pueden estar revueltos en bolsas), en subproductos limpios y manipulables que puedan volver a ser utilizados en forma de materias primas.

Para ello, el proceso se desarrolla en el interior de un reactor hermético y presurizado, de dimensiones variables en función de su capacidad.

El residuo, sin segregación previa (los diferentes tipos de residuos pueden estar revueltos en bolsas), se introduce en el interior del reactor preferiblemente en modo continuo, para garantizar un choque térmico a su entrada entre el propio residuo entrante y la atmósfera presurizada del interior del reactor.

El residuo permanece en el interior del reactor un periodo de tiempo que oscila entre los 20 y 60 minutos.

Preferiblemente a través dos fuentes diferenciadas, se inyecta en el interior del reactor, constantemente o en periodos regulados, por un lado, vapor de agua a una temperatura que oscila entre los 100°C y los 180°C, y, por otro lado, una corriente de radical hidroxilo (OH). La regulación de la entrada de vapor vendrá determinada por el valor de consigna de trabajo y la presión prevista para el proceso, que oscilará entre 1 bar y 9 bar absolutos.

La confluencia de radical hidroxilo con el vapor de agua produce una reacción controlada de hidroxilación donde se producen nuevas moléculas de agua y nuevas de radicales hidroxilos, no obstante, el aspecto más importante es que los radicales hidroxilos de tamaño nano penetran profundamente en las fibras del residuo destruyendo y/o inhibiendo los patógenos.

El vapor ya de por sí es un agente desinfectante importante como consecuencia de la transferencia de calor, no obstante, el tamaño de sus moléculas es de 6000 nm, mientras que los radicales hidroxilos contenidos en agua tienen entre 5 y 20 nm de diámetro, lo que facilita su acceso hasta los puntos más recónditos de la materia a desinfectar del residuo.

Además, durante su permanencia en el interior del reactor el residuo se somete a un constante movimiento y agitación, lo que facilita su desgarre, homogenización morfológica y el acceso del vapor y los radicales hidroxilos a todas sus partes.

El proceso que ocurre dentro del reactor permite, especialmente a la temperatura alcanzada, poder separar los diferentes materiales de los envases tipo Tetrapack ®, incluso separar el plástico polietileno del aluminio.

Superado el tiempo de proceso, el residuo se extrae del reactor, también preferiblemente en continuo, pasando de la presión de trabajo a la presión atmosférica del exterior.

Las evidencias más significativas del residuo a la salida del reactor son las siguientes: - Una reducción de volumen de entre un 20% y un 90%.

- Una eliminación generalizada de patógenos.

- Una eliminación de malos olores.

- Una homogenización de la materia orgánica en forma de biomasa granular.

- Una densificación de los plásticos que funden a menor temperatura, obteniéndolos de forma generalizada en formas esféricas.

Finalmente, cabe mencionar que, de manera ventajosa, el procedimiento descrito es susceptible de poder llevarse a cabo mediante la utilización de un equipo transportable específico, por ejemplo un equipo modular transportable como el descrito por el documento P202131096, cuyo titular es el propio solicitante de la presente invención, y que básicamente comprende un reactor constituido por módulos desmontables y acoplables entre sí, cada uno de los cuales incorpora interiormente medios para desarrollar una función específica que, al menos, cubre la función de carga, de digestor del proceso, de descarga y deshidratación, y de control y alimentación eléctrica.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un plano en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra, en un diagrama de bloques, una representación del flujo de etapas que comprende el proceso objeto de la invención;

y la figura número 2.- Muestra una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de equipo para llevar a cabo el proceso de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las descritas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar cómo el proceso de tratamiento de residuos sólidos heterogéneos sin segregación previa (los diferentes tipos de residuos pueden estar revueltos en bolsas) comprende, esencialmente, las siguientes etapas:

- Etapa A) inicial de introducción del residuo a tratar, sin segregación previa, en el interior de un reactor (1) hermético y presurizado, de dimensiones variables.

- Etapa B) de mantenimiento del residuo en el interior del reactor (1) por un periodo de tiempo de entre los 20 y 60 minutos, durante los que se efectúa:

- Una etapa B1) de inyección en el interior del reactor (1), mientras el residuo permanece en su interior, de vapor de agua, a una temperatura de entre los 100°C y 180°C, y de una corriente de radical hidroxilo (OH).

- Y una etapa B2) de aplicación constante de movimiento y agitación al residuo durante su permanencia en el interior del reactor (1), para facilitar su desgarre, homogenización morfológica y el acceso del vapor y los radicales hidroxilos a todas sus partes.

- Etapa C) final de extracción del residuo una vez superado el tiempo de permanencia en el reactor (1).

De preferencia, la etapa (A) de introducción del residuo en el reactor (1) se realiza en continuo, por ejemplo mediante una primera cinta rodante (2).

Y, de preferencia, la etapa (C) de extracción del residuo también se produce en modo continuo, por ejemplo mediante otra cinta o segunda cinta rodante (3), pasando de la presión de trabajo a la presión atmosférica del exterior.

De preferencia, la presión prevista en el interior del reactor (1), al menos durante las etapas (B1-B2) que el residuo permanece en el reactor, oscila entre 1 bar y 9 bar absolutos.

De preferencia, la inyección de vapor de agua y de la corriente de radical hidroxilo en la etapa (B1) se efectúa a través de dos fuentes diferenciadas.

Atendiendo a la figura 2 se observa un posible ejemplo de un equipo para llevar a cabo el proceso descrito, en el cual se contempla un reactor (1) con una primera cinta rodante (2) de introducción del residuo en continuo, y con una segunda cinta rodante (3) de extracción de residuo ya tratado también en continuo.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Proceso de tratamiento de residuos sólidos heterogéneos, en particular residuos municipales, residuos industriales asimilables a urbanos y residuos hospitalarios, caracterizado por comprender, al menos:

- una etapa A) inicial de introducción del residuo a tratar realizada en continuo, preferentemente sin segregación previa, en el interior de un reactor (1) hermético y presurizado, de dimensiones variables;

- una etapa B) de mantenimiento del residuo en el interior del reactor (1) por un periodo de tiempo de entre los 20 y 60 minutos a una presión de entre 1 bar y 9 bar absolutos, durante los que se efectúa:

- una etapa B1) de inyección en el interior del reactor (1), mientras el residuo permanece en su interior, de vapor de agua, a una temperatura de entre los 100°C y 180°C, y de una corriente de radical hidroxilo (OH), efectuándose la inyección de vapor de agua y radical hidroxilo a través de dos fuentes diferenciadas y

- una etapa B2) de aplicación constante de movimiento y agitación al residuo durante su permanencia en el interior del reactor (1), para facilitar su desgarre, homogenización morfológica y el acceso del vapor y los radicales hidroxilos a todas sus partes;

- una etapa C) final de extracción del residuo realizada también en continuo una vez superado el tiempo de permanencia en el reactor (1).