ES2968423T3

ES2968423T3 - Procedimiento y aparato para tratar lodo de estiércol

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Publication number: ES2968423T3
Application number: ES17781154T
Authority: ES
Inventors: Antti-Pekka Partonen; Antti Heino; Harri Kallioinen
Original assignee: Valio Oy
Current assignee: Valio Oy
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2037-09-06
Also published as: WO2018046799A1; EP3510006B1; RU2720866C1; EP3510006C0; FI20165667A; EP3510006A1; CN109689596A; FI128623B

Abstract

La invención se refiere a un método para tratar lodos de estiércol que comprende las etapas de: proporcionar lodos de estiércol; someter el lodo de estiércol a separación para proporcionar una primera fracción seca y una primera fracción líquida; someter la primera fracción líquida a una etapa de centrifugación para proporcionar una segunda fracción seca y una segunda fracción líquida; someter la segunda fracción líquida a una o más etapas secuenciales de filtración por ósmosis inversa (RO) para proporcionar uno o más retenidos de RO y uno o más permeados de RO, en donde la alimentación para cada etapa de filtración por RO posterior es un permeado de RO obtenido de la filtración por RO anterior paso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para tratar lodo de estiércol

Campo de la invención

La presente invención se refiere a tecnologías agrícolas y de separación. Más particularmente, la invención se refiere al tratamiento de lodo de estiércol mediante tecnologías de separación.

Antecedentes de la invención

Actualmente, la producción de leche y la cría de animales están muy centralizadas. Así, las granjas de animales aumentan de tamaño y se generan localmente grandes cantidades de lodo de estiércol. Una gran cantidad de lodo de estiércol genera problemas logísticos, ya que el estiércol debe esparcirse sobre una gran superficie de campo en un corto periodo de tiempo. Entonces el estiércol debe transportarse a largas distancias, lo que genera costes. Además, se requieren importantes inversiones en equipos de esparcimiento. A medida que las granjas de animales aumentan de tamaño, racionalizar el tratamiento del lodo de estiércol es más importante que nunca. El tamaño de los actuales contenedores de lodo de estiércol oscila entre 1000 y 8000 m3, lo que significa que existe una gran necesidad de deshidratar o concentrar el lodo de estiércol.

Hoy en día, el esparcimiento del lodo de estiércol en los campos está limitada por el alto contenido de fósforo del estiércol. Por tanto, incluso por razones ecológicas, existe la necesidad de desarrollar aún más el tratamiento de lodo de estiércol para permitir adicionalmente que el lodo de estiércol y sus valiosos componentes se utilicen de una manera más eficiente que antes.

La solicitud de patente FI 20126072 da a conocer un procedimiento para tratar lodo de estiércol en el que se somete lodo de estiércol homogéneo a microfiltración y el permeado de microfiltración obtenido se concentra en una o más etapas de ósmosis inversa. Otros procedimientos para tratar el estiércol se conocen por el documento WO 01/87467A1 o el documento EP 1757562 A1, por ejemplo. La solicitud de patente europea EP 2390235 A1 da a conocer un procedimiento para tratar el digestato a partir de la fermentación anaeróbica para obtener agua y un fertilizante.

La recirculación de nutrientes, la prevención de la eutrofización de los sistemas hídricos y la llamada bioeconomía son temas de actualidad en todo el mundo.

Ahora se ha descubierto un procedimiento mejorado para tratar lodo de estiércol en el que el estiércol se deshidrata de manera eficiente y los nutrientes se separan de manera eficiente en diferentes fracciones.

Breve descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para tratar lodo de estiércol que comprende las etapas de:

a) proporcionar lodo de estiércol,

b) someter el lodo de estiércol a separación para proporcionar una primera fracción seca y una primera fracción líquida,

c) someter la primera fracción líquida a una etapa de centrifugación para proporcionar una segunda fracción seca y una segunda fracción líquida,

d) someter la segunda fracción líquida a una o más etapas secuenciales de filtración por ósmosis inversa (RO) para proporcionar uno o más retenidos por RO y uno o más permeados por RO, en el que la alimentación para cada etapa posterior de filtración por Ro es un permeado por RO obtenido a partir de la etapa anterior de filtración por RO.

La presente invención proporciona un método eficaz para separar agua y materia sólida de lodo de estiércol. Una ventaja de la concentración de lodo de estiércol es que se reduce el transporte de agua. Esto nuevamente reduce los costes de transporte y esparcimiento, disminuye la compactación de la tierra cultivable y permite utilizar los nutrientes del estiércol de manera más eficiente.

La invención proporciona además un método en el que los nutrientes, tales como fósforo, nitrógeno y potasio presentes en lodo de estiércol, se separan de manera eficiente en diferentes fracciones. En el método, el fósforo se retiene principalmente en las fracciones secas obtenidas en el método, mientras que el nitrógeno y el potasio se dividen de manera bastante uniforme entre las fracciones secas y líquidas. Esto permite un uso óptimo de las distintas fracciones obtenidas en el método de manera adecuada.

La invención proporciona además un método que produce una gran cantidad de una fracción de agua con, en última instancia, una demanda química de oxígeno (DQO) baja y contenido bajo de nitrógeno, potasio y fósforo. La invención proporciona además un método que produce una fracción líquida que contiene una gran cantidad de nitrógeno pero que está sustancialmente libre de fósforo.

Una ventaja de la invención es que también se mejora el esparcimiento de lodo de estiércol, ya que las fracciones que contienen nutrientes pueden esparcirse de manera más eficiente en comparación con el lodo de estiércol no tratado. Además, existen ventajas económicas y ambientales, que incluyen ahorros en los costes de esparcimiento, una dosificación más precisa de ciertos nutrientes en la fertilización, una mejor respuesta de los nutrientes, la ausencia de necesidad de un área de esparcimiento adicional requerida por cuestiones legislativas y un menor almacenamiento de estiércol.

Otro objeto de la invención es proporcionar un aparato para tratar lodo de estiércol que comprende

- una unidad separadora para separar lodo de estiércol en una fracción seca y una primera fracción líquida, - una o más centrífugas para eliminar materia sólida de la primera fracción líquida para proporcionar una segunda fracción líquida,

- una o más unidades de ósmosis inversa para concentrar la segunda fracción líquida.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una realización del método de la invención;

la figura 2 muestra una realización del método de la invención e ilustra la circulación de diversas fracciones obtenidas en el método;

la figura 3 muestra una realización del aparato de la invención.

Descripción detallada de la invención

a) proporcionar lodo de estiércol,

El lodo de estiércol usado en el método de la invención puede proceder de cualquier animal. Normalmente, el lodo de estiércol procede del ganado vacuno o porcino.

En el método de la invención, el lodo de estiércol normalmente se trata a su temperatura natural. Si es apropiado, el método puede comprender una etapa de calentamiento o una etapa de enfriamiento en cualquier etapa durante el método para mejorar la separación de los nutrientes.

La figura 1 ilustra una realización del método de la invención. En esta realización, están implicadas dos etapas de filtración por ósmosis inversa. Las líneas discontinuas indican realizaciones opcionales de la invención. Las fracciones escritas en cursiva representan productos finales que pueden usarse como preparados que contienen nutrientes listos para su uso como, por ejemplo, fertilizantes.

El contenido de materia seca de lodo de estiércol a tratar está normalmente en el intervalo de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso. Tal como se usa en el presente documento, el término “contenido de materia seca” pretende incluir los contenidos de sólidos tanto solubles como insolubles. La demanda química de oxígeno de lodo de estiércol suele ser >15000 mg de O2/l. El nitrógeno, el fósforo y el potasio en lodo de estiércol suelen estar presentes en una razón de N:P:K de 3-10:1:3-10. En una realización, la N:P:K es de 4,6:1:4,4.

En el método, el lodo de estiércol se somete a una etapa de separación para eliminar los sólidos más gruesos del lodo. Puede usarse cualquier dispositivo que proporcione separación de materia sólida a partir de un líquido. Por ejemplo, la separación puede llevarse a cabo mediante filtración, centrifugación, tamizado opcionalmente usando presión o con separadores mecánicos, que incluyen un filtro de tambor, una prensa de husillo o un filtro de disco. La separación también puede llevarse a cabo presionando el estiércol a través de una gasa. En una realización, la separación se lleva a cabo con una prensa de husillo. En otra realización, la separación se lleva a cabo con una centrífuga decantadora.

La etapa b) de separación proporciona aproximadamente del 15 % en peso a aproximadamente el 35 % en peso de una fracción seca, es decir, una primera fracción seca, y aproximadamente del 65 % en peso a aproximadamente el 85 % en peso de una fracción líquida, es decir, una primera fracción líquida. En una realización, el contenido de materia seca de la fracción seca es de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 35 % en peso. En otra realización, el contenido de materia seca de la fracción seca está en el intervalo de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 30 % en peso. En una realización adicional, el contenido de materia seca de la fracción seca está en el intervalo de aproximadamente el 18 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso. En otra realización más, el contenido de materia seca de la fracción seca es aproximadamente el 20 % en peso. En una realización, el contenido de materia seca de la fracción seca es aproximadamente el 23 % en peso. La razón N:P:K de la fracción seca está en el intervalo de 2-4:1: 1 -2. En una realización, la razón N:P:K es de 3-4:1: 1 -2. En otra realización, la razón N:P:K es de 3,7:1: 1,6.

La fracción seca obtenida a partir de la separación es una fracción que contiene nutrientes lista para usar y que puede esparcirse en el suelo.

El contenido de materia seca de la fracción líquida obtenida a partir de la separación anterior está en el intervalo de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 7 % en peso. En una realización, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso. En otra realización, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 0,5 % en peso a aproximadamente el 2 % en peso. En una realización adicional, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 1,5 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso. En otra realización más, el contenido de materia seca de la fracción líquida está en el intervalo de aproximadamente el 1,5 % en peso a aproximadamente el 2 % en peso.

La etapa b) de separación puede mejorarse mediante lavado, mediante el cual se aumenta la transferencia de minerales y/o nutrientes de materia seca soluble a la fracción líquida. El lavado puede llevarse a cabo usando una o más fracciones líquidas que se obtienen en etapas posteriores del método de la invención.

Además del lavado o alternativamente, pueden añadirse aditivos en la etapa de separación para mejorar la separación de materia sólida, minerales y/o nutrientes.

Antes de la etapa de separación, puede mezclarse el lodo de estiércol para proporcionar lodo de estiércol mezclado. El mezclado de lodo de estiércol proporciona condiciones operativas más estables durante el procedimiento. Es adecuado cualquier dispositivo de mezclado que produzca una masa bastante homogénea de lodo de estiércol, que luego se conduce a la etapa de separación.

La primera fracción líquida procedente de la etapa b) de separación se conduce a la etapa c) de centrifugación para deshidratar la fracción líquida. El término “centrifugación” empleado opcionalmente en la etapa b) de separación para proporcionar una primera fracción seca y una primera fracción líquida, así como el empleado en la etapa c) para deshidratar la primera fracción líquida significa en el presente documento un procedimiento que usa un dispositivo, es decir, una centrífuga, que emplea una alta velocidad de rotación para separar componentes de diferentes densidades. En una realización, la velocidad del tambor de la centrífuga está en el intervalo de 2000 a 5000 rpm. En otra realización, la velocidad diferencial de la centrífuga está en el intervalo de 0 a 20 rpm. En una realización, la centrifugación se lleva a cabo con una centrífuga decantadora. Pueden añadirse productos químicos de deshidratantes a la fracción líquida antes de la centrifugación para aumentar la capacidad de deshidratación de la centrífuga y mejorar la separación de al menos uno de entre materia sólida, minerales y nutrientes, tales como fósforo, a partir de la fracción líquida. Los productos químicos deshidratantes adecuados incluyen, entre otros, coagulantes de sales metálicas, tales como sulfato férrico y polímeros de floculación catiónicos, aniónicos o no iónicos. Los productos químicos deshidratantes anteriores también pueden usarse en varias combinaciones. En una realización, se añaden coagulantes de sales metálicas en una cantidad de 0,01 a 5,0 kg/kg de sólidos totales del lodo de estiércol. En otra realización, los polímeros de floculación catiónicos, aniónicos o no iónicos se añaden en una cantidad de 0,01 a 5,0 kg/kg de sólidos totales del lodo de estiércol, que incluyen opcionalmente las sales metálicas coagulantes. Pueden usarse mezcladoras dinámicas o estáticas para mejorar la mezcla de la fracción líquida y el (los) producto(s) químico(s).

La centrifugación llevada a cabo en la etapa c), y opcionalmente llevada a cabo en la etapa b), puede comprender una o más etapas secuenciales de centrifugación. En una realización, en el método de la invención sólo están implicadas dos etapas secuenciales de centrifugación (una primera etapa de centrifugación y una segunda etapa de centrifugación). Cuando están implicadas dos etapas de centrifugación, la fracción líquida de la primera etapa de centrifugación se somete a la segunda etapa de centrifugación. En una realización, la primera etapa de centrifugación se lleva a cabo en la etapa b) y la segunda etapa de centrifugación se lleva a cabo en la etapa c). Ambas etapas secuenciales de centrifugación pueden llevarse a cabo con una centrífuga decantadora.

En una realización del método, la etapa b) de separación se lleva a cabo con una prensa de husillo y la etapa c) de centrifugación se lleva a cabo mediante una única etapa de centrifugación. En otra realización de la invención, tanto la etapa b) de separación como la etapa c) de centrifugación se llevan a cabo mediante una única etapa de centrifugación.

La etapa c) de centrifugación de la fracción líquida procedente de la separación proporciona aproximadamente del 10 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso de una fracción seca, es decir, una segunda fracción seca, y aproximadamente del 80 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso de una fracción líquida, es decir, una segunda fracción líquida, basándose en la alimentación sometida a centrifugación. La cantidad de fracción seca de la etapa de centrifugación corresponde a aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso basándose en la cantidad total de lodo de estiércol de partida.

En una realización, el contenido de materia seca de la fracción seca obtenida a partir de la etapa c) de centrifugación está en el intervalo de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso. En otra realización, el contenido de materia seca de la fracción seca está en el intervalo de aproximadamente el 17 % en peso a aproximadamente el 23 % en peso. En una realización adicional, el contenido de materia seca de la fracción seca es aproximadamente el 18 % en peso. La razón N:P:K de la fracción seca está en el intervalo de 1 -4:1 -2:1. En una realización, la razón N:P:K de la fracción seca está en el intervalo de 1 -3:1 -2:1. En una realización, la razón N:P:K es de 3,1:1,5:1.

En total, más del 75 % en peso, específicamente más del 90 % en peso, y más específicamente más del 99 % en peso del fósforo presente en el lodo de estiércol se recupera en las fracciones secas generales, es decir, en la primera y segunda fracción seca obtenidas a partir la etapa b) y en la etapa c), respectivamente.

La fracción seca obtenida a partir de la etapa c) de centrifugación es una fracción que contiene nutrientes lista para usar y que puede esparcirse sobre el suelo. Esta fracción seca puede mezclarse con la fracción seca obtenida a partir de la etapa de separación anterior.

El contenido de materia seca de la fracción líquida obtenida a partir de la etapa c) de centrifugación está en el intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso. En una realización, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 3 % en peso. En otra realización, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 2 % en peso. En una realización adicional, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 1 % en peso.

La fracción líquida obtenida a partir de la etapa c) de centrifugación se somete además a una o más filtraciones secuenciales por ósmosis inversa (RO) para eliminar aún la materia seca de la fracción líquida y reducir el valor de DQO de la misma. Cuando se llevan a cabo una pluralidad de etapas de filtración por RO, en cada etapa de filtración la alimentación es la fracción de permeado obtenida a partir de la etapa de filtración por RO anterior. Antes de que la fracción líquida de la centrifugación se someta a una o más filtraciones por RO, esta fracción puede hacerse pasar a través de un tamiz con un tamaño de malla de 10-500 |im para eliminar la materia sólida de la fracción líquida.

En la instalación de ósmosis inversa se concentra el líquido procedente de la etapa c) de centrifugación, opcionalmente tamizado, mientras se elimina el agua. La ósmosis inversa proporciona un retenido, es decir, un concentrado, que es una fracción retenida por encima de la membrana, y un permeado, que es una fracción que pasa a través de la membrana. La filtración por ósmosis inversa concentra los nutrientes, principalmente nitrógeno y potasio, en la fracción retenida. Por tanto, es muy deseable obtener finalmente una fracción de permeado que esté sustancialmente libre de materia seca y nutrientes y que sea principalmente agua pura. La eliminación de nutrientes de la fracción líquida obtenida a partir de la centrifugación y la producción de agua pura como permeado por RO se mejoran usando más de una etapa de filtración por RO.

En la primera etapa de filtración por RO, se usa un factor de concentración de volumen (VCF) de 5 a 15. En las etapas posteriores de filtración por RO, se usa un VCF de 10 a 80. En una realización, el VCF es 50 en dichas etapas adicionales de filtración por RO.

La filtración por RO proporciona un retenido líquido que puede usarse, por ejemplo, como fertilizante líquido.

En una realización, la fracción líquida obtenida a partir de la etapa c) de centrifugación se somete como alimentación a dos etapas sucesivas de filtración por RO en las que el permeado obtenido a partir de la primera filtración por RO se somete a una segunda filtración por RO. El retenido de la segunda etapa y etapas posteriores de filtración por RO se alimenta a la primera etapa de filtración por RO junto con la alimentación de la fracción líquida, o se mezcla con el retenido obtenido en la primera etapa de filtración por RO. En una realización, el contenido de materia seca del retenido obtenido después de las primeras etapas de filtración por RO, que incluye opcionalmente uno o más retenidos procedentes de las etapas de filtración por RO posteriores, está en el intervalo de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso. En otra realización, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso. En una realización adicional, el contenido de materia seca está en el intervalo de aproximadamente el 2 % en peso a aproximadamente el 7 % en peso. En otra realización más, el contenido de materia seca es aproximadamente el 5 % en peso.

En una realización, la razón N:P:K del retenido obtenido después de la primera etapa de filtración por RO, que incluye opcionalmente uno o más retenidos procedentes de las etapas de filtración por RO posteriores, está en el intervalo de 1 -2:0:1 -2. . En otra realización, la razón N:P:K del retenido está en el intervalo de 1:0:1-2. En una realización adicional, la razón N:P:K es de 1:0:1,3.

El contenido de materia seca del permeado después de una o más etapas de filtración por RO es <0,5 % en peso. El permeado es principalmente agua. En una realización, la DQO (demanda química de oxígeno) de este permeado es <500 mg de O2/l. En otra realización, la DQO es <150 mg de O2/l. En una realización adicional, la DQO es <15 mg de O2/l. En la presente invención, la demanda química de oxígeno se midió según la norma ISO 15705:2002.

La razón N:P:K del permeado procedente de una o más etapas de filtración por RO es de 1 -2:0:1. En una realización, la razón N:P:K es 1,3:0:1. La alimentación inicial para la etapa de RO, es decir, la fracción líquida de la centrifugación, se divide en una o más etapas de filtración por RO de modo que se formen aproximadamente un 10 % en peso de retenido y aproximadamente un 90 % en peso de permeado.

La circulación de las diversas fracciones obtenidas en el método de la invención se ilustra en la figura 2. Las líneas discontinuas indican realizaciones opcionales de la invención. Por ejemplo, las fracciones secas de la separación y centrifugación pueden mezclarse y esparcirse como estiércol seco sobre el suelo como fertilizante seco o digerirse anaeróbica o aeróbicamente. La digestión anaeróbica produce biogás que puede usarse para generar energía eléctrica y calor para el método de la invención, reduciendo el coste operativo. La fracción seca obtenida a partir de la digestión anaeróbica puede esparcirse como estiércol seco.

El método de la invención descrito anteriormente, que incluye una o más etapas sucesivas de filtración por RO, reduce la cantidad total de la fracción rica en nutrientes hasta aproximadamente un 30 % en peso de la cantidad original, mientras que hasta aproximadamente un 70 % en peso se procesa para obtener agua pura. Por ejemplo, cuando se procesan 10000 kg de lodo de estiércol, 3100 kg de estiércol seco (31 % en peso) de las etapas de separación y centrifugación juntas, se producen 700 kg de fertilizante líquido (7 % en peso) obtenido como retenido por ósmosis inversa y 6200 kg de agua pura (62 % en peso) obtenida como permeado después de dos etapas de ósmosis inversa. Sin embargo, este resultado es indicativo y puede variar en función de la composición del lodo de estiércol y de las composiciones buscadas de las distintas fracciones obtenidas en el método. Además, el uso de productos químicos deshidratantes descritos anteriormente tiene un efecto sobre el resultado global logrado por el método.

Se describen en la tabla 1 a continuación los porcentajes en peso normales de las diversas fracciones obtenidas a partir de lodo de estiércol mediante el método de la invención. Las proporciones de las diversas fracciones y el contenido de materia seca de las mismas varían con la composición del lodo de estiércol. La “1a fracción seca” significa una fracción seca procedente de la etapa de separación. La “2a fracción seca” significa una fracción seca procedente de la etapa de centrifugación. El “permeado por RO” describe una fracción de permeado procedente de una o más etapas sucesivas de filtración por ósmosis inversa. El “retenido por RO” describe el retenido procedente de la primera etapa de filtración por ósmosis inversa. La combinación del primer retenido por RO con uno o más retenidos por RO adicionales obtenidos a partir de las siguientes etapas de filtración por RO no cambia significativamente los valores numéricos dados para el “retenido por RO”.

Tabla 1

La tabla 1 muestra que el fósforo se recupera ampliamente en las fracciones secas, especialmente en la segunda fracción seca. El nitrógeno y el potasio se dividen de manera bastante uniforme entre las fracciones líquida y seca. Entonces se concentran el nitrógeno y el potasio a partir de la fracción líquida mediante ósmosis inversa para dar un retenido por RO.

El método de la invención puede ser un procedimiento continuo o un procedimiento discontinuo.

Las fracciones obtenidas en el método de la invención pueden usarse como tales como composiciones de nutrientes. Las fracciones también pueden combinarse arbitrariamente para proporcionar formulaciones que tengan las composiciones de nutrientes deseadas. Por ejemplo, las fracciones secas a partir de la separación y centrifugación pueden usarse como composición de nutrientes, como acondicionador del suelo, como fuente de energía o para compostaje. La fracción de permeado obtenida a partir de la(s) filtración/filtraciones por ósmosis inversa está sustancialmente libre de materia seca y es principalmente agua pura con muy bajo contenido de nutrientes y muy baja DQO. La/las fracción/fracciones de permeado pueden llevarse a la naturaleza o usarse como agua de irrigación o de lavado, o como agua para beber para animales. El permeado también puede purificarse adicionalmente en una planta de tratamiento de agua, según sea apropiado. El/los concentrado(s) obtenido(s) a partir de la(s) filtración/filtraciones por ósmosis inversa puede(n) usarse como fertilizante líquido o tratarse adicionalmente, por ejemplo, mediante evaporación o separación de amoníaco.

El aparato de la invención es adecuado para implementar el método de la invención.

En una realización, el aparato comprende medios para implementar el método descrito anteriormente.

En la figura 3 se ilustra una realización del aparato de la invención, que incluye una unidad de ósmosis inversa y una segunda unidad de ósmosis inversa opcional. Las líneas discontinuas indican realizaciones opcionales de la invención. En una realización, el aparato incluye dos unidades de ósmosis inversa.

En una realización, la unidad separadora se selecciona de al menos uno de los siguientes: un filtro, tal como un filtro de tambor o un filtro de disco, una centrífuga, un tamiz y una prensa de husillo. La unidad separadora puede incluir uno o más de los dispositivos anteriores. En una realización, la unidad separadora es una centrífuga decantadora.

En una realización, el aparato comprende sólo una centrífuga para eliminar materia sólida de la primera fracción líquida. En una realización, la centrífuga es una centrífuga decantadora.

En una realización, el aparato comprende sólo una prensa de husillo como unidad separadora y sólo una centrífuga para eliminar la materia sólida de la primera fracción líquida. En otra realización, el aparato comprende sólo una centrífuga como unidad separadora y sólo una centrífuga para eliminar la materia sólida de la primera fracción líquida.

En una realización, el aparato comprende una unidad de mezclado aguas arriba de la unidad separadora para proporcionar lodo de estiércol bastante homogéneo.

En una realización, el aparato comprende un tamiz con un tamaño de malla de 10-500 |im para eliminar la materia sólida de la segunda fracción líquida antes de concentrar la segunda fracción líquida.

El aparato puede disponerse sobre una base transportable, tal como un remolque, o puede construirse como una planta estacionaria. La capacidad de la unidad transportable puede ser por ejemplo de 100 m3/h. Una ventaja de la unidad transportable es que el aparato puede transferirse entre granjas, con lo que se reduce la necesidad de plantas estacionarias para el tratamiento de lodo de estiércol en las granjas. La unidad transportable puede usarse sin energía eléctrica ni fuente de agua externas. La unidad transportable ofrece así una alternativa económica y ecológica.

La capacidad de la planta estacionaria puede variar desde unos pocos hasta miles de metros cúbicos por hora. El lodo de estiércol puede transportarse a la planta estacionaria mediante camiones cisterna o mediante alcantarillado a presión.

Los siguientes ejemplos se presentan para una mayor ilustración de la invención sin limitar la invención a los mismos.

Ejemplo 1

Se procesaron 1000 m3 de lodo de estiércol de vaca líquido bien mezclado que tenía un contenido de materia seca (DM) del 8 % en peso mediante una prensa de husillo (EYS SP600, tamaño de malla: 0,5 mm), lo que dio como resultado dos fracciones: 250 toneladas métricas de una fracción seca (“1a fracción seca”; 23 % en peso de DM) y 750 m3 de una fracción líquida (3 % en peso de DM).

Se bombeó la fracción líquida a una centrífuga decantadora (Andritz Separation, modelo D5L, velocidad del tambor: 3200 rpm, velocidad diferencial: 3,9 rpm, par motor: 55 % en peso, profundidad del estanque: 272 mm) que eliminó aún más los sólidos suspendidos. El procesamiento mediante la centrífuga decantadora dio como resultado dos fracciones: 760 m3 de una fracción líquida y 85 toneladas métricas de una fracción seca (“2a fracción seca”). Después de la centrifugación, el contenido de materia seca de la fracción líquida y la fracción seca fueron <1 % en peso y el 18 % en peso, respectivamente.

Después de la centrifugación, se bombeó la fracción líquida a través de un tamiz metálico con un tamaño de malla de 80 |im para eliminar las partículas más grandes.

Después del tamizado, se bombeó el líquido resultante a una planta de ósmosis inversa (RO) (membranas DOW Filmtec SW30). En la RO, se usó un factor de concentración de volumen de 10 que produjo 76 m3 de retenido (“concentrado líquido”) y 684 m3 de permeado. El contenido de DM de estas fracciones fueron el 10 % en peso y <0,1 % en peso, respectivamente.

Para purificar aún más el permeado por RO, se volvió a filtrar en la planta de RO (membranas DOW Filmtec SW30) con un factor de concentración de volumen de 50, lo que nuevamente dio como resultado dos fracciones: 14 m3 de retenido y 670 m3 de permeado (“agua purificada”). El contenido de DM del retenido y del permeado fue del 5 % en peso y <0,1 % en peso, respectivamente.

Se muestran en la tabla 2 las composiciones de las fracciones obtenidas anteriormente. Los valores porcentuales se dan en peso y se calculan a partir de la cantidad total de entrada.

Tabla 2

Ejemplo 2

Se procesaron 1000 m3 de lodo de estiércol de vaca líquido bien mezclado que tenía un contenido de materia seca (DM) del 8 % en peso mediante una centrífuga decantadora (Andritz Separation, modelo D5L, velocidad del tambor: 3200 rpm, velocidad diferencial: 10 rpm, par motor: 70%en peso, profundidad del estanque: 272 mm) lo que dio como resultado dos fracciones: 225 toneladas métricas de una fracción seca (“1a fracción seca”; 25 % en peso de DM) y 775 m3 de una fracción líquida (3 % en peso de Dl).

Se bombeó la fracción líquida a una centrífuga decantadora (Andritz Separation, modelo D5L, velocidad del tambor: 3200 rpm, velocidad diferencial: 3,9 rpm, par motor: 55 % en peso, profundidad del estanque: 272 mm) que eliminó aún más los sólidos suspendidos. El procesamiento mediante la centrífuga decantadora dio como resultado una fracción seca y una fracción líquida: 695 m3 de una fracción líquida y 80 toneladas métricas de una fracción seca (“2a fracción seca”). Después de la centrifugación, los contenidos de materia seca de la fracción líquida y la fracción seca fueron el 0,5 % en peso y el 25 % en peso, respectivamente.

Se bombeó el líquido a partir de la centrifugación a una planta de ósmosis inversa (RO) (membranas DOW Filmtec SW30). En la RO, se usó un factor de concentración de volumen de 10 que produjo 70 m3 de retenido (“concentrado líquido”) y 625 m3 de permeado. Los contenidos de DM de estas fracciones fueron el 10 % en peso y <0,1 % en peso, respectivamente.

Para purificar aún más el permeado por RO, se volvió a filtrar en la planta de RO (membranas DOW Filmtec SW30) con un factor de concentración de volumen de 50, lo que nuevamente dio como resultado dos fracciones: 12 m3 de retenido y 613 m3 de permeado (“agua purificada”). El contenido de DM del retenido y del permeado fue del 5 % en peso y <0,1 % en peso, respectivamente.

Se muestran en la tabla 3 las composiciones de las fracciones obtenidas anteriormente. Los valores porcentuales se dan en peso y se calculan a partir de la cantidad total de entrada.

Tabla 3

Será obvio para un experto en la técnica que, a medida que avanza la tecnología, el concepto inventivo puede implementarse de varias maneras. La invención y sus realizaciones no se limitan a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para tratar lodo de estiércol que comprende las etapas de:

a) proporcionar lodo de estiércol,

2. Método según la reivindicación 1, en el que la separación b) se lleva a cabo con una prensa de husillo o mediante centrifugación, tal como con una centrífuga decantadora.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que la etapa c) de centrifugación se lleva a cabo con una centrífuga decantadora.

4. Método según la reivindicación 2 ó 3, en el que la velocidad del tambor de la centrífuga decantadora está en el intervalo de 2000 a 5000 rpm.

5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la velocidad diferencial de la centrífuga decantadora está en el intervalo de 0 a 20 rpm.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la etapa c) de centrifugación comprende una o más etapas secuenciales de centrifugación, específicamente una etapa de centrifugación.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que la separación b) se lleva a cabo con una prensa de husillo y la etapa c) de centrifugación se lleva a cabo mediante una única etapa de centrifugación.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que tanto la etapa b) de separación como la etapa c) de centrifugación se llevan a cabo mediante una etapa de centrifugación.

9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una etapa de mezclado del lodo de estiércol antes de la etapa de separación.

10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de materia seca de la primera fracción seca está en el intervalo de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 35 % en peso, específicamente de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 30 % en peso, más específicamente de aproximadamente el 18 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso, aún más específicamente de aproximadamente el 20 % en peso.

11. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de materia seca de la segunda fracción seca está en el intervalo de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso, específicamente de aproximadamente el 17 % en peso a aproximadamente el 23 % en peso, más específicamente de aproximadamente el 18 % en peso.

12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que están implicadas dos etapas secuenciales de filtración por RO, en el que la segunda fracción líquida se somete a una primera etapa de filtración por RO para proporcionar un primer retenido por RO y un primer permeado por RO, y el primer permeado por RO se somete a una segunda etapa de filtración por RO para proporcionar un segundo retenido por RO y un segundo permeado por RO.

13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de materia seca del retenido obtenido a partir de la primera etapa de filtración por RO está en el intervalo de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 15 % en peso, específicamente de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso, más específicamente de aproximadamente el 2 % en peso a aproximadamente el 7 % en peso, aún más específicamente de aproximadamente el 5 % en peso.

14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de materia seca del permeado obtenido después de una o más etapas de filtración por RO es <0,5 % en peso, específicamente <0,1 % en peso.

15. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la DQO del permeado obtenido después de una o más etapas de filtración por RO es < 500 mg de O2/l, específicamente < 150 mg de O2/l, más específicamente <15 mg de O2/l.

16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la razón N:P:K del permeado obtenido después de una o más etapas de filtración por RO es de 1 -2:0:1.

17. Aparato para tratar lodo de estiércol que comprende medios para implementar el método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que los medios comprenden

- una unidad separadora para separar el lodo de estiércol en una fracción seca y una primera fracción líquida, - una o más centrífugas configuradas para recibir la primera fracción líquida y para eliminar materia sólida de la primera fracción líquida para proporcionar una segunda fracción líquida,

- una o más unidades de ósmosis inversa configuradas para recibir la segunda fracción líquida y concentrar la segunda fracción líquida.

18. Aparato según la reivindicación 17, en el que la unidad separadora se selecciona de al menos uno de los siguientes: un filtro, tal como un filtro de tambor o un filtro de disco, una centrífuga, un tamiz y una prensa de husillo, específicamente una centrífuga decantadora.

19. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 17-18, en el que el aparato comprende sólo una centrífuga para eliminar materia sólida de la primera fracción líquida y la unidad separadora es una prensa de husillo.

20. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 17-18, en el que el aparato comprende sólo una centrífuga para eliminar materia sólida de la primera fracción líquida y la unidad separadora es una centrífuga.

21. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que el aparato comprende una unidad de mezclado aguas arriba de la unidad separadora para proporcionar lodo de estiércol bastante homogéneo.

22. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 17-21, en el que están presentes dos unidades de ósmosis inversa.

23. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 17-22, que está dispuesto sobre una base transportable, tal como sobre un remolque.