ES2273585B1 - Composicion y metodo para tratar residuos solidos y semisolidos urbanos e industriales que contienen materia organica biodegradable. - Google Patents
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Abstract
Composición y método para tratar residuos sólidos y semisólidos urbanos e industriales que contienen materia orgánica biodegradable. La presente invención se refiere a una composición y un método para tratar residuos sólidos y semisólidos (lodos), urbanos o industriales, que contienen materia orgánica biodegradable, cuya composición es una mezcla de partículas de algas rojas (división Rhodophyta) y partículas de algas pardas (división Phaeophyta) y cuyo método comprende poner en contacto los residuos con esa composición, que puede comprender 3 a 4 en peso seco de una primera fracción de partículas de algas rojas calcáreas, O a 1 partes en peso seco de una segunda fracción de partículas de algas rojas no calcáreas, y 1 a 2 partes en peso seco de una tercera fracción de partículas de algas pardas.
Description
Composición y método para tratar residuos
sólidos y semisolidos urbanos e industriales que contienen materia
orgánica biodegradable.
La presente invención, se encuadra dentro del
campo técnico de los procedimientos, métodos y productos destinados
al tratamiento de residuos sólidos y semisólidos (=lodos) urbanos e
industriales que contienen materia orgánica biodegradable, como
por ejemplo el tratamiento de residuos sólidos urbanos (RSU), que
causan importantes problemas de contaminación medioambiental y de
salud pública.
La eliminación de los residuos sólidos y
semisólidos urbanos e industriales que contienen materia orgánica
biodegradable suponen en la actualidad un grave problema
medioambiental, que cada vez se agrava más. Los sistemas de
tratamiento y reciclado actuales son insuficientes, ineficaces y,
en ocasiones, contaminantes, por lo que muchos vertederos siguen
operando sin ningún tipo de tratamiento y reciclaje, ya que las
"soluciones" a veces agravan aún más el problema, o lo
convierten en un proceso excesivamente costoso.
Muchos de los sistemas de reciclado actuales de
RSU producen un residuo, que puede oscilar entre el 30% y el 60% de
la cantidad de materia tratada, lo que implica la necesidad de
disponer de vertederos similares a los usados para la eliminación
de residuos sin tratar (además de los "técnicamente
avanzados").
Un proceso muy habitual es el del compostaje, un
proceso de fermentación termófilo y aerobio de la materia orgánica,
mediante el cual la fracción orgánica se descompone por los
microorganismos naturales que la colonizan (o por nuevas cepas que
se inoculan en la pila de fermentación). Se asume que el compost
obtenido es un producto inocuo, que se caracteriza por la ausencia
de patógenos y con propiedades fertilizantes del suelo agrícola.
Pero este proceso, aplicado a las ingentes cantidades de RSU,
precisa de una buena separación previa de los compuestos no
orgánicos de los residuos para su posterior aplicación en
agricultura. Además, es un proceso que consume mucho tiempo y
superficie, genera lixiviados tóxicos y malos olores, y el
agricultor es muy renuente a su uso en el campo debido al elevado
riesgo de contaminación edáfica que suponen los residuos urbanos e
industriales.
Una alternativa al compostaje es la incineración
de RSU e industriales con alto contenido en materia orgánica (por
ejemplo pulpas de industrias de celulosa), quemando a altas
temperaturas, elimina la necesidad de un vertedero de materia
orgánica, pero genera muchos problemas medioambientales y por tanto
una fuerte oposición tanto social como ecológica y económica (tras
la implantación de las cuotas de emisión de gases de efecto
invernadero por el Protocolo de Kioto).
La colmatación de los vertederos existentes, la
dificultad de encontrar nuevas ubicaciones para nuevos vertederos,
la importante oposición social, ecológica y política, la
contaminación atmosférica, las emisiones de lixiviados tóxicos al
nivel freático, y las considerables emisiones de gases de efecto
invernadero (CO_{2} y metano), no se han resuelto de forma que
conjuguen alta eficiencia, bajo coste y nula adversidad
ambiental.
Básicamente, las innovaciones industriales para
el tratamiento de residuos sólidos se centran en:
- \bullet
- procesos y maquinarias para la recolección y/o separación y/o triturado y/o transporte de los residuos sólidos (los cuales, por ejemplo, introducen nuevas etapas y/o máquinas para la recolección y separación de residuos, o sistemas de tratamientos por fragmentación o molturación; o en sistemas de transporte tipo tromel, y/o trituradores con ejes de baja velocidad de revolución con accionamiento hidráulico, separadores de disco, etc.)
- \bullet
- procesos anaerobios de biodegradación de la materia orgánica para la obtención de gas combustible
- \bullet
- la utilización de microondas para la esterilización y deshidratación de los residuos
- \bullet
- la utilización de bacterias reductoras de sulfato y lactobacilos
- \bullet
- la adición de cal viva a los residuos previamente cribados y triturados y la aplicación de gases de escape para secarlos y poderlos aplicar como combustible.
- \bullet
- procesos de secado, drenaje y extracción del aceite del residuo (por ejemplo para el tratamiento de los residuos de industrias procesadores de aceites vegetales)
- \bullet
- la utilización de lombrices para la biodegradación de residuos sólidos lignocelulósicos
Procesos e instalaciones del tipo anteriormente
indicado se encuentran descritos, por ejemplo, en las siguientes
publicaciones
- \sqbullet
- US 5.568.996;
- \sqbullet
- ES 2 212 519 T3 (proceso e instalaciones asociadas al tratamiento y eliminación de residuos);
- \sqbullet
- ES 2 187 325 A1 (Sistema de tratamiento de residuos sólidos urbanos);
- \sqbullet
- ES 2 103 464 T3 (método y aparato para la reducción regulada de materia orgánica);
- \sqbullet
- ES 2 107 881 T3 (Tratamiento de fangos y desechos conteniendo sulfatos y metales pesados mediante bacterias reductoras de sulfato y lactobacilos);
- \sqbullet
- ES 2 176 691 T3 (Procedimiento e instalación de tratamiento de los desechos orgánicos y aplicaciones de dicho procedimiento);
- \sqbullet
- ES 2 172 459 A1 (Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de los residuos sólidos urbanos);
- \sqbullet
- ES 2 173 787 A1 (procedimiento e instalación para el tratamiento de los residuos sólidos de procesos de extracción de aceite de oleaginosos tales como aceitunas y similares);
- \sqbullet
- ES 2 128 894 A1 (procedimiento para fabricar un material combustible sólido a partir de residuos sólidos urbanos y/o industriales asimilables a urbanos y/o agrícolas);
- \sqbullet
- ES 2 063 678 A1 (proceso de biodegradación de residuos lignocelulósicos derivados de la industria papelera)
Si bien las tecnologías desarrolladas en los
últimos años han supuesto mejoras siguen planteando diversos
inconvenientes, tales como:
- -
- emisión de malos olores
- -
- emisión de aguas lixiviados altamente contaminantes y pestilentes.
- -
- peligrosidad de los procesos de triturado de los residuos y de la canalización y almacenamiento de los gases generados en los procesos anaerobios de tratamiento de residuos
- -
- Necesidad de consumir energía adicional para el tratamiento
- -
- Obturación e ineficacia de los sistemas de separación de residuos.
- -
- Extrema duración de los procesos de compostado, mala calidad del producto, y gran dificultad en el reciclado del producto final
- -
- Necesidades de una ingente inversión económica en maquinarias y en su mantenimiento
- -
- Necesidad de disponer de cepas de microorganismos vivos y activos para acelerar los procesos de fermentación aeróbica y/o anaerobia de la materia orgánica
- -
- Elevado coste de adquisición, montaje y mantenimiento de los sistemas de separación, tratamiento, canalización, etc.
Era, por tanto, un objetivo deseable poder
disponer de una tecnología para el tratamiento de residuos sólidos
y semisólidos (=lodos) urbanos e industriales que contienen materia
orgánica biodegradable, que no requirieran ningún tipo especial de
maquinaria, ni la necesidad de realizar etapas específicas en el
proceso, no se basan en procesos de degradación anaerobios, ni
empleara inoculaciones con microorganismos bacterianos específicos,
y que a la vez acelerara el proceso de compostaje, y redujera los
problemas asociados a la emisión de lixiviados y malos olores.
La presente invención tiene por objeto conseguir
el objetivo más arriba indicado mediante una composición y un
método para tratar residuos sólidos y semisólidos (lodos), urbanos
o industriales, que contienen materia orgánica biodegradable, cuya
composición es una mezcla de partículas de algas rojas (división
Rhodophyta) y partículas de algas pardas (división
Phaeophyta) y cuyo método comprende poner en contacto los
residuos con esa composición.
De acuerdo con la invención, las partículas de
algas rojas están seleccionadas entre partículas de algas rojas
calcáreas (comúnmente denominadas maerl o lithothamne) que pueden
estar seleccionadas preferentemente entre partículas de algas rojas
calcáreas del género Lithothamnion, partículas de algas
rojas calcáreas del género Phymatolithon, partículas de
algas rojas no calcáreas seleccionadas entre partículas de algas
rojas no calcáreas del género Gracilaria, partículas de algas
rojas no calcáreas del género Eucheuma, partículas de algas
rojas no calcáreas del género Kappaphycus, partículas de
algas rojas no calcáreas del género Hypnea, y combinaciones
de tales partículas. A su vez, las partículas de algas pardas
pueden estar seleccionadas entre partículas de algas pardas del
género Macrocystis, partículas de algas pardas del género
Laminaria, partículas de algas pardas del género
Ascophyllum, partículas de algas pardas del género
Ecklonia, partículas de algas pardas del género
Fucus, y combinaciones de las mismas.
En una realización preferida de la invención, la
composición comprende 3 a 4 en peso seco de una primera fracción
de partículas de algas rojas calcáreas, 0 a 1 partes en peso seco
de una segunda fracción de partículas de algas rojas no calcáreas,
y 1 a 2 partes en peso seco de una tercera fracción de partículas
de algas pardas.
Las partículas de algas rojas calcáreas pueden
ser, por ejemplo, partículas de algas rojas calcáreas deshidratadas,
trituradas y molidas con una composición granulométrica que
contiene partículas entre 30 y 600 micras mientras que las
partículas de algas rojas no calcáreas pueden ser partículas de
algas rojas no calcáreas deshidratadas, con tamaños de partícula
entre 30 y 1200 micras. A su vez, las partículas de algas pardas
deshidratadas pueden ser partículas de algas pardas deshidratadas
con tamaños de partícula de un tamaño entre 30 y 1200 micras.
El método de la invención comprende poner en
contacto los residuos sólidos y/o semisólidos (lodos) urbanos y/o
industriales, con la composición anteriormente definida, por
ejemplo espolvoreando o dispersando la composición sobre esos
residuos que pueden estar presentes en forma de pilas de almacenaje
cuando se trata de residuos sólidos urbanos o, cuando se trata de
residuos presentes en vertederos y plantas de compostaje, y/o
mezclando la composición con tales residuos. Habitualmente, es
suficiente aplicar, dependiendo de la composición y grado de
hidratación de los residuos a tratar, entre 1 y 10 kg, e incluso de
1 a 5 kg, de la composición por tonelada métrica de los residuos.
Esta aplicación puede realizarse empleando cualquier tipo de
maquinaria convencionalmente utilizada para la aplicación de
productos particulados.
La aplicación la composición de la presente
invención induce una rápida aceleración del proceso fermentativo,
el aumento de temperatura de la pila de residuos, el aumento de la
tasa de evaporación y, por tanto, el cese de la emisión de
lixiviados, y la reducción o eliminación de la emisión de malos
olores, debido a la reducción del contenido en sulfídrico,
nitrógenos y mercaptanos. Esta rápida aceleración del proceso de
degradación aeróbico se debe principalmente al efecto
bioestimulante de las algas sobre la población microbiana tanto
mesófila como termófila.
El residuo resultante del tratamiento consiste
en un producto, seco, inodoro y, dependiendo de la proporción y
composición de los residuos, con un elevado calor de combustión
(entre 3.000 y 7.000 kcal), el cual es perfectamente utilizable
como combustible.
La presente invención se ilustra adicionalmente
mediante el siguiente ejemplo.
Se prepararon 3 lotes de partículas secas, a
saber, un primer lote 60 kg de partículas de algas rojas calcáreas
del género Lithothamnion, deshidratadas, trituradas y
molidas con una granulometría que comprendía mezclas de partículas
de 30 a 600 micras, un segundo lote de 20 kg de partículas de algas
rojas no calcáreas del género Gracilaria deshidratadas,
trituradas y molidas con una granulometría que comprendía mezclas
de partículas entre 30 y 1200 micras, y un tercer lote de 20 kg de
partículas de algas pardas del género Fucus deshidratadas,
trituradas y molidas con una granulometría que comprendía mezclas
de partículas entre 30 y 1200 micras. Seguidamente, tres lotes se
mezclaron homogéneamente, obteniéndose una mezcla que comprendía un
60% en peso de partículas de algas del género Lithothamnion,
un 20% en peso de algas del género Gracilaria, y un 20% en
peso de algas del género Fucus.
En un vertedero, se espolvearon con palas, 60 kg
de la mezcla de la mezcla así obtenida sobre una pila de residuos
urbanos sin separación de fracciones según el tipo de basuras y
escogida al azar, que tenía una altura de aproximadamente 3 metros
y una base de aproximadamente 8x8 metros depositada sobre una banda
de material plástico con recogida de lixiviados.
- -
- Al cabo de las 24 horas se pudo observar una drástica reducción de la emisión de lixiviados y, al cabo de 72 horas, y una eliminación prácticamente total de los lixiviados.
- -
- Una drástica reducción de la emisión de sulfídrico, mercaptanos y aminas al cabo de 24 horas y una eliminación prácticamente total al cabo de 72 horas
- -
- Una eliminación casi completa del contenido en compuestos nitrogenados amoniacales al cabo de 12 horas (por ejemplo de 2.000 ppm a 100 ppm)
- -
- Un aumento de la temperatura a 50ºC al cabo de 6 horas de la aplicación.
- -
- Un residuo final, sólido y seco, al cabo de 2 a 4 días, dependiendo de las condiciones ambientales
Este ensayo viene a confirmar que mediante la
presente invención se resuelven, con unas altas eficiencias, los
problemas anteriormente descritos de las tecnologías convencionales
de eliminación y tratamiento de residuos sólidos y semisólidos con
alto contenido en materia orgánica, de forma mucho más económica,
sin generar contaminación residual, en un amplio rango de tipos de
residuos, sin necesidad de maquinarias ni procesos específicos y,
en el caso de los RSU, se obtiene un producto reciclable como
combustible.
Claims (13)
1. Una composición para tratar residuos sólidos
y semisólidos (lodos), urbanos o industriales, que contienen
materia orgánica biodegradable, que consta de la aplicación a los
residuos de una composición caracterizada porque la
composición es una mezcla de partículas de algas rojas (división
Rhodophyta) y partículas de algas pardas (división
Phaeophyta).
2. Una composición según la reivindicación 1,
caracterizada porque las partículas de algas rojas están
seleccionadas entre partículas de algas rojas calcáreas, partículas
de algas rojas no calcáreas y combinaciones de las mismas.
3. Una composición según la reivindicación 1 o
2, caracterizada porque comprende
- 3 a 4 partes en peso seco de una primera fracción de partículas de algas rojas calcáreas;
- 0 a 1 partes en peso seco de una segunda fracción de partículas de algas rojas no calcáreas
- 1 a 2 partes en peso seco de una tercera fracción de partículas de algas pardas.
4. Una composición según la reivindicación 2 o
3, caracterizada porque las partículas de algas calcáreas
están seleccionadas entre partículas de algas rojas calcáreas del
género Lithothamnion, partículas de algas rojas calcáreas del
género Phymatolithon, y combinaciones de las mismas.
5. Una composición según la reivindicación 2 o
3, caracterizada porque las partículas de algas no calcáreas
están seleccionadas entre partículas de algas rojas no calcáreas
del género Gracilaria, partículas de algas rojas no
calcáreas del género Eucheuma, partículas de algas rojas no
calcáreas del género Kappaphycus, partículas de algas rojas
no calcáreas del género Hypnea, y combinaciones de las
mismas.
6. Una composición según la reivindicación 1, 2
o 3, caracterizada porque las partículas de algas pardas
están seleccionadas entre partículas de algas pardas del género
Macrocystis, partículas de algas pardas del género
Laminaría, partículas de algas pardas del género
Ascophyllum, partículas de algas pardas del género
Ecklonia, partículas de algas pardas del género
Fucus, y combinaciones de las mismas.
7. Una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque las partículas
de algas rojas calcáreas son partículas de algas rojas calcáreas
deshidratadas, trituradas y molidas con una composición
granulométrica que contiene partículas entre 30 y 600 micras.
8. Una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque las partículas
de algas rojas no calcáreas son partículas de algas rojas no
calcáreas deshidratadas, con tamaños de partícula entre 30 y 1200
micras.
9. Una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las
partículas de algas pardas deshidratadas son partículas de algas
pardas deshidratadas con tamaños de partícula de entre 30 y 1200
micras.
10. Un método para tratar residuos sólidos y/o
semisólidos que contienen materia orgánica biodegradable,
caracterizado porque comprende poner en contacto los
residuos con la composición que se define en una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9.
11. Un método según la reivindicación 10,
caracterizado porque los residuos son residuos sólidos y
semisólidos (lodos) urbanos e industriales y porque se dispersa una
cantidad de la composición suficiente para aplicar de 1 a 10 kg de
la mezcla de partículas por tonelada métrica de los residuos.
12. Un método según la reivindicación 10,
caracterizado porque los residuos son residuos sólidos y
semisólidos (lodos) urbanos e industriales y porque se dispersa una
cantidad de la composición suficiente para aplicar de 1 a 5 kg de
la mezcla de partículas por tonelada métrica de los residuos.
13. Un método según la reivindicación 11 o 12,
caracterizado porque la composición se dispersa sobre una
pila de residuos sólidos urbanos.
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2006
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