31 Agost, 2020

Gestió de residus

Gestió de residus


A ProCycla comptem amb una gran experiència en els camps de la gestió i el tractament de residus orgànics, aigües i gasos, oferint solucions integrades i modulars. La nostra estreta col·laboració amb importants Centres Tecnològics en el desenvolupament de les nostres solucions tecnològiques aporta un valor afegit en la innovació, eficiència i sostenibilitat. La divulgació de publicacions i articles a diferents revistes de prestigi internacional reflecteix i demostra els aspectes científics, tècnics i innovadors en cadascuna de les nostres solucions.

Els residus orgànics són tots aquells residus susceptibles de poder ser degradats de manera biològica. El seu origen, sigui vegetal i/o animal, pot procedir d’activitats urbanes, comercials o industrials. En particular, el sector agropecuari (agricultura, ramaderia i forestal) genera una elevada quantitat de residus orgànics, fent imprescindible aplicar una bona gestió i tractaments per evitar un impacte ambiental negatiu. En l’actualitat, els processos biològics més emprats per a aquest tipus de residus orgànics en el sector agropecuari són:


Plantes de biogàs (Digestió Anaeròbia)

La digestió anaeròbia és una fermentació microbiana en absència d’oxigen (O2) que dóna lloc a una mescla de gasos, principalment metà (CH4) i diòxid de carboni (CO2), coneguda com a ‘biogàs‘ i a una suspensió aquosa o fang que conté els microorganismes responsables de la degradació de la matèria orgànica, anomenada ‘digestat‘ o ‘digerit’. La matèria primera preferentment utilitzada per a ser sotmesa a aquest tractament és qualsevol biomassa residual amb alt contingut d’humitat, com a restes de menjar, restes de fulles i herbes, residus ramaders, fangs de plantes depuradores d’aigües residuals urbanes (EDAR) i altres efluents residuals domèstics i industrials. El biogàs s’utilitza per a generació conjunta d’energia elèctrica i tèrmica. El digerit és utilitzat generalment com a adob, per les seves bones propietats fertilitzants, a causa de la mineralització generada en el procés. A ProCycla disposem de diferents solucions biotecnològiques en el camp del biogàs:

Es tracta d’un digestor anaerobi modular dissenyat per ProCycla, caracteritzat per (1) tenir configuració de tipus ‘flux-pistó modificat‘: el reactor inclou una agitació dels fangs interns; (2) enginyeria i disseny innovador: de tipus modular escalable, de fàcil construcció, amb Hi-Tech; (3) automatització i control: integra un sistema de control biològic que optimitza el procés de digestió anaeròbia; (4) valorització del digerit com a fertilitzant: digerit residual amb alt contingut en nutrients. La solució permet reduir costos, augmentar la seva eficiència energètica i tractar un ampli rang de substrats, en un rang de 2 a 15% de sòlids totals.

L’estructura circular en digestors anaerobis, o més comunament anomenada de tipus ‘mescla completa‘ (MC), és l’opció que predomina a Europa gràcies a la potenciació que s’ha fet d’aquesta en països com Alemanya o França, en els quals s’ha tendit a la descentralització. Encara que no existeixi una separació de les 4 fases del procés biològic com ocorre en l’estructura de flux pistó, permet tractar volums de gran escala, sense requerir-se la recirculació de l’efluent. La solució permet, per tant, adpatar-se als volums de tractament necessaris i oferir una llarga vida útil del conjunt en tractar-se d’una obra civil robusta.

L’automatització i control de les plantes de digestió anaeròbia i biogàs són elements molt importants. Actualment, la modelització matemàtica dels processos bioquímics resulta d’especial interès per a l’anàlisi del procés, el control i l’optimització. L’eina de control desenvolupada per ProCycla optimitza processos de digestió anaeròbia i generació de biogàs mitjançant un model ADM1 modificat i aplicat a reactors RFP i RMC que integra condicions de mescla no ideal i acumulació de substrat, oferint diferents avantatges en planta.

La neteja del biogàs resulta imprescindible per a ser emprat en motors i calderes. ProCycla ha desenvolupat un biofiltre de llit escorregut que, amb l’ajuda de cultius bacterians per a l’eliminació d’H2S, CO2mercaptans (tiol) i O2 presents en gasos contaminants, presenten una solució més econòmica, pràctica i de menor grandària respecte altres sistemes convencionals. L’eliminació del CO2 i H2S es troba entre el 95-100%. La combinació del tractament de generació de biogàs i biofiltració a partir de cultius bacterians procedents de biol (fracció líquida de digestats) dóna lloc a l’optimització del procés en conjunt i a la minimització de costos.


Compostatge

El compostatge és un procés biològic aeròbic, és a dir, en presència d’oxigen (O2 ). Sota condicions de ventilació, humitat i temperatura controlades, transforma els residus orgànics degradables en un producte estable i higienitzat anomenat compost, amb bones característiques nutricionals per a ser emprat com a adob orgànic. A ProCycla realitzem el transport i gestió de residus d’origen orgànic per a transformar-los en les nostres pròpies dependències mitjançant solucions de compostatge.


Recuperació/Eliminació de nutrients

L’activitat ramadera genera una alta concentració de residus orgànics, principalment en forma de purins, fent que els sòls no puguin absorbir les grans aportacions de nutrients, especialment de nitrogen (N), causant danys productius i problemes mediambientals, com per exemple filtracions nocives en subsòls, contaminació d’aigües subterrànies, eutrofització i emissió de gasos d’efecte d’hivernacle (GEH). El nitrogen és un macronutrient, essencial per a la vida de les plantes, de manera que el seu excés provoca la proliferació de vida descontrolada. L’excedent de nitrats no aprofitat per les plantes és lixiviat a través del perfil del sòl, ja que és altament soluble en aigua. Els excessos de nitrogen per sobre de les necessitats dels cultius es converteixen en un risc per a la contaminació de les aigües. Les aigües afectades per un excés de nitrats deixen de ser potables, ja que els nitrats passen a formar nitrocompuestos. La contaminació de les aigües superficials i subterrànies per nitrats és un dels problemes mediambientals i de salut pública més greus en l’actualitat.

DAO és una nitritació parcial. L’oxidació de l’amoni és duta a terme per bacteris autòtrofs ANAMMOX (Anaerobic ammonium oxidation). Es tracta d’un mètode biològic que més avantatges ofereix: (1) no és necessària font de carboni; (2) es redueix la producció de biomassa/fang; (3) la demanda d’O2 es redueix en un 60%. A ProCycla hem volgut fer un pas més enllà i tractar digerit de manera directa en un únic tanc, sense realitzar cap mena de separació sòlid-líquid prèviament. Això implica reduir costos d’inversió i operacionals, i millorar l’eficiència energètica del conjunt de la planta.


Microalgues

Actualment, els sistemes de tractaments biològics d’aigües residuals han crescut i augmentat de grandària degut a la creixent demanda. Això implica majors consums d’energia i investigar en noves tecnologies més compactes, econòmiques i respectuoses amb el medi ambient. Les microalgues són microorganismes fotosintètics capaços de generar biomassa orgànica a partir de fonts inorgàniques de carboni (CO2) i llum com a font d’energia. Requereixen una aportació d’aigua (H2O) per a realitzar l’oxidació de la matèria orgànica, i per tant existeix un estalvi energètic de ventilació, a més d’una major eficiència en la recuperació de nutrients. ProCycla treballa en els dos sistemes principals de producció de microalgues: sistemes oberts (basses, raceways, piscines inclinades, tancs circulars) i sistemes tancats (cambres, fotobioreactors). Les microalgues es presenten com una alternativa prometedora enfront d’altres processos biològics aerobis i anaerobis.


Cobertes vegetals

Una coberta vegetal és un tipus de coberta invertida amb l’addició d’un substrat orgànic-mineral, plantes en la seva capa superior i un sistema de capes intermèdies amb diferents funcions. A ProCycla oferim dos tipus de cobertes vegetals: (1) la coberta vegetal extensiva o coberta ecològica, la qual té una capa vegetal de pocs centímetres (>de 10cm), amb plantes de baix esport i manteniment (autòctones), amb proveïment d’aigua i substàncies nutritives per processos naturals; (2) la coberta vegetal intensiva o coberta jardí, té un substrat de major gruix (de 20cm), plantes, arbustos, arbres, instal·lació de reg i amb un manteniment normal d’un jardí.

Les cobertes extensives es caracteritzen per posseir una vegetació entapissant de plantes en la seva majoria autòctones, pròpies de la regió on se situa l’edifici. Les plantes han de ser resistents, ja que sobre les cobertes poden estar sotmeses a forts vents, gelades o excessiva radiació solar, especialment en l’època estival. També han de ser regenerables i ser capaces de suportar èpoques d’escàs reg per precipitacions naturals o per reg artificial (per degoteig). Dins de la gran família de suculentes, molsa i herbes naturals, poden trobar-se en cada regió multitud de plantes autòctones aptes per a formar una catifa natural que compleixi les condicions per a ser denominada “coberta extensiva”. A més, la coberta extensiva es caracteritza per precisar un manteniment molt reduït, que pot limitar-se a dues o tres visites d’inspecció i control a l’any.

Les cobertes intensives tipus jardí inclouen a tota la plantació i cultiu existent, des de la gespa fins a arbres de màximes dimensions, combinats amb accessos de persones, vehicles, estanys, llacunes, horts, camps esportius, aiguamolls per al tractament d’aigües grises, i fins i tot piscines. Es realitza tant sobre cobertes planes, com sobre garatges subterranis. La construcció del forjat ha de correspondre a la mena d’ús de la coberta i admetre la càrrega que representa la capa vegetal i la destinació i el seu trànsit. Requereix major manteniment i permet col·locar una gran varietat de plantes. Fins i tot arbres i estanys amb ànecs. La vegetació que suporta són: gramínies, herbàcies, arbustos i arbres. El pes d’aquesta coberta vegetal pot aconseguir els 500 kg/m², per això cal comprovar sempre la resistència estructural de l’edifici.