2160518 . B1
Contents
1. Fecha de realizaci n del informe Examinador P gina 05 10 2001 A Maquedano Herrero 1 12. 50 55 60 ES 2 160 518 B1 DIAGRAMA 1 Diagram de operaci n de una planta detratamento de efluentes ganaderos Proceso CH Recepci n Desbaste Adicci n de reactivos Pasteunzaci n Desinfecci n Sedimentaci n Lodos Liquido S S lido Eyaporaci n Riego Condensado a uso directo Concentrado L quido 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ES 2 160 518 B1 DIAGRAMA 2 de tratamiento de efluentes ganaderos Proceso CEI l Diagrama de operaci n de una planta Recepci n Desbaste Pasteurizaci n Desinfecci n Separaci n Adicci n de reactivos Se Recirculaci n Sedimentaci n Lodos L quido Filtro i l 0 tadis S lido D A Riegc Secadero Concentrado Liquido Condensado j uso directo Secadero Uso directo 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ES 2 160 518 B1 REIVINDICACIONES 1 Proceso Cerrado y Energ ticamente Integrado Proceso CEI para el tratamiento de efluentes ganaderos purines mediante la asociaci n de sistemas convencionales que comprende un desbaste un tratamiento qu mico una pasteurizaci n desinfecci n una floculaci n sedimentaci n una filtraci n y cen trifugaci n un secado y una concentraci n por evaporaci n para su aplicaci n en la industria ganadera de vacuno y porcino 2 Proce
3. 55 60 ES 2 160 518 B1 DESCRIPCION Proceso Cerrado y Energ ticamente Integrado Proceso CEI para el tratamiento de efluentes gana deros purines Proceso Cerrado y Energ ticamente Integrado Proceso CEI para el tratamiento de efluentes gana deros purines mediante el cual se consigue reducir su impacto ambiental y una mejor gesti n de los efluentes procedentes de instalaciones industriales ganaderas de vacuno y porcino De la dimensi n industrial adquirida por las instalaciones ganaderas para cr a engorde y aprove chamiento de ganado vacuno y porcino se derivan aspectos de relevancia medioambiental que requieren soluci n en particular los productos de salida concretados en los efluentes l quidos y s lidos Dichos efluentes son un problema medioambiental tanto por la contaminaci n de tipo microbiana su impacto visual y olfativo as como por los riesgos que representa para la salud humana y animal Los purines son efluentes esencialmente l quidos con una proporci n variable de s lidos con cantida des importantes de sales de nitr geno f sforo y potasio y compuestos vol tiles principalmente amon aco que son los que provocan su caracter stico olor desagradable Llevan tambi n asociados una gran can tidad y variedad de microorganismos dependientes de su procedencia y de antibi ticos incorporados con la alimentaci n del ganado El uso inadecuado de los purines como fertilizantes puede provocar la contami
4. las tareas de separaci n de s lido y l quido Transcurridos cinco minutos se le a ade la cantidad necesaria de carbonato c lcico para subir el pH del pur n hasta 8 5 9 y se calienta hasta 65 C en un tanque met lico con recubrimiento pl stico que permita un tiempo de residencia aproximado de 4 horas Durante este tiempo se realiza la pasteuri zaci n con una destrucci n entre las dos etapas de calentamiento pasteurizaci n y sedimentaci n de los microorganismos y de los antibi ticos A este dep sito se le est introduciendo aire con el objeto de 2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ES 2 160 518 B1 provocar una agitaci n y el arrastre de los vol tiles que se desprenden a pH alcalino Se pasa este pur n a otro dep sito denominado sedimentador en el que permanece otras 4 horas a una temperatura de 85 C Este dep sito cil ndrico con fondo c nico act a tambi n como sedimentador para la separaci n inicial de s lidos y l quidos Una parte del lodo sedimentado en el fondo es recirculada al tanque anterior con el objeto de facilitar el calentamiento del pur n y mejorar la floculaci n El lodo que sale por el fondo es llevado a una unidad de separaci n s lido l quido en la que cabe la posibilidad de emplear diferentes equipos tornillo helicoidal filtro de manta centr fuga criba vibratoria De esta unidad de separaci n sale un s lido que es llevado a un secadero y un l quido q
5. 2 160 518 PR D N solicitud 009902172 ESPA A 02 Fecha de presentaci n de la solicitud 01 10 1999 62 Fecha de prioridad T INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA G Int CI C02F 9 10 AO1C 3 00 C02F 9 10 C02F 103 20 DOCUMENTOS RELEVANTES Categor a Documentos citados Reivindicaciones afectadas A ES 2088749 A1 MULET PITARCH D 16 08 1996 todo el documento 1 6 A ES 2100123 A1 DEPURACION Y RECICLAJE S L 01 06 1997 1 6 todo el documento A WO 9609986 A1 RHONE POULENC CHIMIE 04 04 1996 1 6 todo el documento A JP 06 091283 A HITACHI KIDEN KOGYO KK 14 09 1992 resumen WPI en l nea Londres Reino Unido Derwent Publications Ltd recuperado el 14 11 2000 Recuperado de EPOQUE EPO DW 199016 N de acceso 1994 147189 A JP 57 056099 A TOSHIBA CORP 03 04 1982 resumen en l nea recuperado el 14 11 2000 Recuperado de EPO PAJ Database Categor a de los documentos citados X de particular relevancia O referido a divulgaci n no escrita Y de particular relevancia combinado con otro s de la P publicado entre la fecha de prioridad y la de presentaci n misma categor a de la solicitud A refleja el estado de la t cnica E documento anterior pero publicado despu s de la fecha de presentaci n de la solicitud El presente informe ha sido realizado Xx para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n
6. ES 2 160 518 B1 1D N mero de publicaci n 2 160 518 OFICINA ESPA OLA DE PATENTES Y MARCAS Cd N mero de solicitud 009902172 ESPA A 6D Int Cl 7 CO2F 9 10 A01C 3 00 CO2F 9 10 C02F 103 20 2 PATENTE DE INVENCION B1 2 Fecha de presentaci n 01 10 1999 73 Titular es UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA Avda das Ciencias s n Centro de Innovaci n echa de publicaci n de la solicitud 01 11 e Transferencia de Tecnolox a 43 Fecha d blicaci n de la solicitud 01 11 2001 Transf ia de T lox 15706 Santiago de Compostela A Coru a ES Fecha de concesi n 17 04 2002 12 Inventor es Bao Iglesias Manuel Fecha de anuncio de la concesi n 16 05 2002 45 E o id del folleto de patente C Agente No consta 64 T tulo Proceso cerrado y energ ticamente integrado proceso CEl para el tratamiento de efluentes ganaderos purines 67 Resumen Proceso Cerrado y Energ ticamente Integrado Pro ceso CEl para el tratamiento de efluentes ganaderos purines en varias etapas tratamiento qu mico pas teurizaci n t rmica sedimentaci n secado de s lido y evaporaci n de l quido Es de aplicaci n en la in dustria ganadera de vacuno y porcino Aviso Se puede realizar consulta prevista por el art 37 3 8 LP Venta de fasc culos Oficina Espa ola de Patentes y Marcas C Panam 1 28036 Madrid 10 15 20 25 30 35 40 45 50
7. do El lodo se saca por la parte inferior mientras que el l quido se retira por la parte superior El l quido del sedimentador pasar a por una centr fuga para eliminar espumas y otros sobrenadantes y el s lido por un sistema de filtraci n en general ser a un tornillo helicoidal que consigue un s lido con una humedad aproximada del 60 Este s lido es llevado a un secadero de contacto indirecto para evitar el desprendimiento de olores al exterior con los gases empleados en el secado obtendr amos un total de 448 g s de s lidos con una humedad del 7 El l quido 5 83 Kg s es llevado a la unidad de evaporaci n equivalente a tres efectos en la que se realizar la concentraci n hasta el valor requerido dependiendo del modo de empleo del producto uso directo del producto o mezcla con el s lido del secadero normalmente se concentrar entre diez y veinte veces En el caso de pur n de vacuno habr amos realizado primero la pasteurizaci n a 85 C y filtrado llevando el s lido al secadero y pasando el l quido a una etapa de floculaci n en un tanque con un tiempo de residencia de dos horas a adi ndole las mismas cantidades de reactivos y llev ndolo a un sedimentador en el que se realizar a la separaci n previa a la filtraci n y centrifugaci n de nuevo una parte de s lido se recircula y otra es enviada al secadero previa filtraci n Ver Diagrama 1 en p gina siguiente 10 15 20 25 30 35 40 45
8. en Asturias Universidad de Oviedo 1998 pag 99 112 En los ltimos a os se han desarrollado una serie de procedimientos basados en un tratamiento t rmico de los purines secado de la fracci n s lida y vertido de la fracci n l quida tras un tratamiento biol gico en algunos casos Guascor Soluciones de desinpacto ambiental del grupo GUASCOR Medio ambiente Enero Febrero 1999 pag 51 52 Estos procedimientos introducen problemas tales como es el impacto visual y el olfativo en las cercan as de la planta de tratamiento Carballas Fern ndez et al El pur n de vacune en Galicia Xunta de Galicia 1990 pag 124 148 Con el objeto de solucionar estos problemas evitando los riesgos medioambientales describimos en la presente invenci n un nuevo proceso de tratamiento de los purines El pur n es enviado desde la granja de ganado vacuno o porcino hasta la planta de tratamiento a trav s de tuber as o mediante camiones cisterna Una vez en la planta se procede a su bombeo desde el foso de recepci n hasta la reja de desbaste para la eliminaci n de gruesos antes de bombear el pur n a la unidad de adici n de reactivos en la que se adicionan 100 ppm de iones hierro en forma de sales cloruros nitratos sulfatos y cido n trico para bajar el pH de los purines desde un valor inicial en el entorno de 6 7 hasta valores de pH 4 con el objeto de controlar el desprendimiento de vol tiles y tambi n el iniciar la floculaci n que facilitar
9. naci n de cursos de agua por eutrofizaci n contaminaci n biol gica y la contaminaci n del agua de riego Estas dos v as de contaminaci n hidrol gica y biol gica pueden conducir de forma directa al hombre y a otros animales con los riesgos de tipo sanitario que est n asociados Mara D Cairncross S Guidelines for safe use of wastewater and excreta in agriculture and aquaculture World Health Organization 1989 pag 57 92 Por todo ello es necesario un tratamiento adecuado de los efluentes que permita resolver los problemas planteados En la literatura cient fica son conocidos los diferentes procedimientos de tratamiento biol gico de los efluentes ganaderos purines Lobera L ssel J Tratamiento integral de purines Comunidad Aut noma de Murcia 1996 pag 31 54 los cuales permiten el tratamiento no del todo efectivo de peque as canti dades dado que en los productos finales l quido y s lido no han sido eliminados los antibi ticos que en porcino se emplean directamente con la alimentaci n ni la mayor a de los microorganismos pat genos Turner C Burton C The inactivation of viruses in pig slurries A review Bioresource Technology vol 61 9 20 1997 pag 9 20 Al mismo tiempo estos procedimientos conllevan un coste relativamente alto de operaci n y un requerimiento de gran superficie para el tratamiento y la aplicaci n final de los productos Mara n E et al Generaci n de residuos de ganader a vacuna
10. poraci n en cualquier tipo de agricultura debido a que el tratamiento al que ha sido sometido elimina todos los microorganismos presentes en el pur n El l quido separado en la etapa de centrifugaci n ser llevado a un proceso de concentraci n por eva poraci n equivalente a m ltiples efectos con recompresi n t rmica del vapor pero con la posibilidad de una recompresi n mec nica El vapor empleado procede de una caldera que admite dos posibilidades combusti n directa de gas o fuel o uso asociado a unos motores de una instalaci n de cogeneraci n que tambi n aportar an la energ a necesaria para el calentamiento de los tanques empleados en las etapas anteriores de pasteurizaci n sedimentaci n y en la etapa de secado El vapor producido en la evaporaci n se lleva a un equipo de condensaci n con el objeto de enfriarlo y as poder emplearlo como agua de riego ya que se encuentra libre de pr cticamente todo tipo de sus tancias extra as tales como s lidos o microorganismos Todos los equipos se encuentran en recintos cerrados y funcionar n en depresi n una ligera aspi raci n con tratamiento t rmico mediante combusti n en motor caldera o antorcha de todos los gases aspirados a temperaturas superiores a 1 000 C De esta forma se asegura que todas las corrientes que salen de la instalaci n han recibido un tratamiento que elimine su potencial contaminante Sobre el proceso de tratamiento se ha realizado una in
11. so seg n la reivindicaci n 1 caracterizado porque la pasteurizaci n desinfecci n consiste en el calentamiento durante 4 horas a una temperatura de 65 C y otras 4 horas a 85 C produciendo una inertizaci n del pur n y la completa destrucci n de antibi ticos y microorganismos pat genos 3 Proceso seg n la reivindicaci n 2 caracterizado porque durante la pasteurizaci n se realiza una aireaci n consistente en la adici n de aire por la parte inferior del tanque a trav s de una serie de orificios que provoca una desodorizaci n y mejora en la floculaci n 4 Proceso seg n la reivindicaci n 1 caracterizado por la operaci n de todos los equipos con una ligera aspiraci n operando en depresi n captando las emisiones gaseosas cuyo tratamiento se realiza mediante combusti n en motor caldera o antorcha 5 Proceso seg n la reivindicaci n 1 caracterizado por el planteamiento de uso eficiente de la energ a t rmica integrando las corrientes con el fin de reducir los consumos y con posibilidad de satisfa cer estas demandas de energ a t rmica con plantas de cogeneraci n 6 Proceso seg n la reivindicaci n 1 caracterizado porque el secado consiste en un proceso de contacto indirecto entre el s lido a secar y un fluido calefactor pudiendo ser gases procedentes de una combusti n o vapor procedente de una caldera o sobrante de la unidad de evaporaci n D DE PATENTES Y MARCAS ae S OFICINA ESPA OLA y ES
12. tegraci n de energ a y re ne unas condiciones de eficiencia energ tica que no presentan otros procesos de tratamiento Como ya se coment anteriormente puede asociarse a una planta de cogeneraci n con el fin de satisfacer los requerimientos de energ a t rmica en los procesos de pasteurizaci n secado y evaporaci n Los diagramas 1 y 2 representan las etapas del proceso para efluentes ganaderos de porcino y vacuno respectivamente Modo de realizaci n de la invenci n Partimos de un flujo de 6 94 Kg s con un contenido en s lidos del 6 y con un pH de 6 8 Se pasa por una reja de desbaste para eliminar los gruesos antes de continuar con el tratamiento Inicialmente le a adimos al pur n 100 ppm de iones hierro en forma de disoluci n al 40 de cloruro f rrico esto implica la adicci n de 2 mg s de la citada disoluci n Se a ade NO3H 0 11 mL s de una 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ES 2 160 518 B1 disoluci n al 40 con el objeto de bajar el pH hasta 4 Esta mezcla reactivos y pur n se calienta en un dep sito met lico recubierto de pl stico de 150 m hasta 65 C y se le adicionan de forma continua 28 g s de CO3Ca puja subir el pH hasta 9 A este dep sito se est n recirculando 6 94 Kg s de lodo procedente del sedimentador De este tanque pasa al sedimentador tambi n de 150 m de capacidad en el que se calienta hasta 85 C En este recipiente se produce una sedimentaci n del s li
13. ue es recirculado al tanque de pasteurizaci n El l quido que sale del sedimentador se lleva a un sistema de centrifugaci n compuesto por una o dos dependiendo del caudal centrifugadoras continuas s lo si existen sobrenadantes o espumas y a continuaci n se lleva al sistema de concentraci n compuesto por un equipo de evaporadores de m ltiples efectos Las etapas anteriormente descritas son adecuadas para el caso de purines procedentes de la industria de ganado porcino pero se modifica ligeramente para los efluentes de ganado vacuno En el caso de vacuno se realiza primero la pasteurizaci n del pur n a 85 C seguida de una separaci n s lido l quido el s lido va al secadero y el l quido a una etapa de floculaci n y sedimentaci n recirculando el lodo que sale de esta ltima etapa al comienzo de la etapa de floculaci n El s lido separado es sometido a un proceso de secado indirecto consistente en la reducci n de hume dad por efecto del calentamiento del s lido sin contacto con el fluido calefactor y por tanto se eliminan problemas de desprendimientos de olores arrastrados por el fluido calefactor Este fluido podr a ser vapor procedente de los evaporadores o les gases procedentes de una caldera la empleada para generar el vapor para los evaporadores El producto obtenido es perfectamente utilizable como abono org nico o sustrato base o como fertilizante org nico si se le a ade el concentrado que sale de la unidad de eva
Download Pdf Manuals
Related Search