27 mayo, 2020

Gestión de residuos

Gestión de residuos


En ProCycla contamos con gran experiencia en los campos de la gestión y el tratamiento de residuos orgánicos, aguas y gases, ofreciendo soluciones integradas y modulares. Nuestra estrecha colaboración con importantes Centros Tecnológicos en el desarrollo de nuestras soluciones tecnológicas aporta un valor añadido en la innovación, eficiencia y sostenibilidad. La divulgación de publicaciones y artículos en diferentes revistas de prestigio internacional refleja y demuestra los aspectos científicos, técnicos e innovadores en cada una de nuestras soluciones.

Los residuos orgánicos son todos aquellos residuos susceptibles de poder ser degradados de forma biológica. Su origen, en forma vegetal y/o animal, puede proceder de actividades urbanas, comerciales o industriales. En particular, el sector agropecuario (agricultura, ganadería y forestal) genera una elevada cantidad de residuos orgánicos, haciendo imprescindible aplicar una buena gestión y tratamientos para evitar un impacto ambiental negativo. En la actualidad, los procesos biológicos más empleados para este tipo de residuos orgánicos en el sector agropecuario son:


Plantas de biogás (Digestión Anaerobia)

La digestión anaerobia es una fermentación microbiana en ausencia de oxígeno (O2) que da lugar a una mezcla de gases, principalmente metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), conocida como ‘biogás‘ y a una suspensión acuosa o lodo que contiene los microorganismos responsables de la degradación de la materia orgánica, llamada ‘digestato‘ o ‘digerido’. La materia prima preferentemente utilizada para ser sometida a este tratamiento es cualquier biomasa residual con alto contenido de humedad, como restos de comida, restos de hojas y hierbas, residuos ganaderos, lodos de plantas depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR) y otros efluentes residuales domésticos e industriales. El biogás es empleado para la generación conjunta de energía eléctrica y térmica. El digestato es utilizado generalmente como abono, por sus mejores propiedades fertilizantes, debido a la mineralización generada en proceso. En ProCycla disponemos de diferentes soluciones biotecnológicas en el campo del biogás:

Se trata de un digestor anaerobio modular diseñado por ProCycla, caracterizado por (1) tener configuración de tipo ‘flujo-pistón modificado‘: el reactor incluye una agitación de los lodos internos; (2) ingeniería y diseño innovador: de tipo modular y escalable, de fácil construcción, con Hi-Tech; (3) automatización y control: integra un sistema de control biológico que optimiza el proceso de digestión anaerobia; (4) valorización digestato como fertilizante: digestato residual con alto contenido en nutrientes. La solución permite reducir costes, aumentar su eficiencia energética y tratar un amplio rango de substratos, en un rango de 2 a 15% de sólidos totales.

La estructura circular en digestores anaerobios, o más comúnmente llamada de tipo ‘mezcla completa‘ (MC), es la opción que predomina en Europa gracias a la potenciación que se ha hecho de esta en países como Alemania o Francia, en los que se ha tendido a la descentralización. Aunque no exista una separación de las 4 fases del proceso biológico como ocurre en estructura de flujo pistón, permite tratar volúmenes de gran escala, sin requerirse recirculación del efluente. La solución permite, por tanto, adpatarse a los volúmenes de tratamiento necesarios y ofrecer una larga vida útil del conjunto al tratarse de una obra civil robusta.

La automatización y control de las plantas de digestión anaerobia y biogás son elementos muy importantes. Actualmente, la modelización matemática de los procesos bioquímicos resulta de especial interés para el análisis del proceso, el control y la optimización. La herramienta de control desarrollada por ProCycla optimiza procesos de digestión anaerobia y generación de biogás mediante un modelo ADM1 modificado y aplicado a reactores RFP y RMC que integra condiciones de mezcla no ideal y acumulación de substrato, ofreciendo diferentes ventajas en planta.

La limpieza del biogás resulta imprescindible para ser empleado en motores y calderas. ProCycla ha desarrollado un biofiltro de lecho escurrido que, con la ayuda de cultivos bacterianos para la eliminación de H2S, CO2, mercaptanos y O2 presentes en gases contaminantes, presentan una solución más económica, práctica y de menor tamaño respecto otros sistemas convencionales. La eliminación del CO2 y H2S se encuentra entre el 95-100%. La combinación del tratamiento de generación de biogás y biofiltración a partir de cultivos bacterianos procedentes de biol (fracción líquida de digestatos) da lugar a la optimización del proceso en conjunto y a la minimización de costes.


Compostaje

El compostaje es un proceso biológico aerobio, esto es, en presencia de oxígeno (O2). Bajo condiciones de ventilación, humedad y temperatura controladas, transforma los residuos orgánicos degradables en un producto estable e higienizado llamado compost, con buenas características nutricionales para ser empleado como abono orgánico. En ProCycla realizamos el transporte y gestión de residuos de origen orgánico para transformarlos en nuestras propias dependencias mediante soluciones de compostaje.


Recuperación/Eliminación de nutrientes

La actividad ganadera genera una alta concentración de residuos orgánicos, principalmente en forma de purines, haciendo que los suelos no puedan absorber las grandes aportaciones de nutrientes, especialmente de nitrógeno (N), causando daños productivos y problemas medioambientales, como por ejemplo filtraciones nocivas en subsuelos, contaminación de aguas subterráneas, eutrofización y emisión de gases de efecto invernadero (GEI). El nitrógeno es un macronutriente, esencial para la vida de las plantas, de forma que su exceso provoca la proliferación de vida descontrolada. El excedente de nitratos no aprovechado por las plantas es lixiviado a través del perfil del suelo, ya que es altamente soluble en agua. Los excesos de nitrógeno por encima de las necesidades de los cultivos se convierten en un riesgo para la contaminación de las aguas. Las aguas afectadas por un exceso de nitratos dejan de ser potables, ya que los nitratos pasan a formar nitrocompuestos. La contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por nitratos es uno de los problemas medioambientales y de salud pública más graves en la actualidad.

DAO es una nitritación parcial. La oxidación del amonio es llevada a cabo por bacterias autótrofas ANAMMOX (Anaerobic ammonium oxidation). Se trata de un método biológico que más ventajas ofrece: (1) no es necesaria fuente de carbono; (2) se reduce la producción de biomasa/lodo; (3) la demanda de O2 se reduce en un 60%. En ProCycla hemos querido dar un paso más allá y tratar digestato de forma directa en un único tanque, sin realizar ningún tipo de separación sólido-líquido previamente. Esto implica reducir costes de inversión y operacionales, y mejorar la eficiencia energética del conjunto de la planta.


Microalgas

Actualmente, los sistemas de tratamientos biológicos de aguas residuales han crecido y aumentado de tamaño debido a la creciente demanda. Esto implica mayores consumos de energía e investigar en nuevas tecnologías más compactas, económicas y respetuosas con el medioambiente. Las microalgas son microorganismos fotosintéticos capaces de generar biomasa orgánica a partir de fuentes inorgánicas de carbono (CO2) y luz como fuente de energía. Requieren un aporte de agua (H2O) para realizar la oxidación de la materia orgánica, y por tanto existe un ahorro energético de aireación, además de una mayor eficiencia en la recuperación de nutrientes. ProCycla trabaja en los dos sistemas principales de producción de microalgas: sistemas abiertos (balsas, raceways, piscinas inclinadas, tanques circulares) y sistemas cerrados (cámaras, fotobioreactores). Las microalgas se presentan como una alternativa prometedora frente a otros procesos biológicos aerobios y anaerobios.


Cubiertas vegetales

Una cubierta vegetal es un tipo de  cubierta invertida con la adición de un sustrato orgánico-mineral, plantas en su capa superior  y un sistema de capas intermedias con diferentes  funciones. En ProCycla ofrecemos dos tipos de cubiertas vegetales: (1) la cubierta vegetal extensiva o cubierta ecológica, la cual tiene una capa vegetal de pocos centímetros (>de 10cm), con plantas de bajo porte y mantenimiento (autóctonas), con abastecimiento de agua y substancias nutritivas por procesos naturales; (2) la cubierta vegetal intensiva o cubierta jardín, tiene un substrato de mayor espesor (de 20cm), plantas, arbustos, árboles, instalación de riego y con un mantenimiento normal de un jardín.

Las cubiertas extensivas se caracterizan por poseer una vegetación tapizante de plantas en su mayoría autóctonas, propias de la región en donde se ubica el edificio. Las plantas deben ser resistentes, ya que sobre las cubiertas pueden estar sometidas a fuertes vientos, heladas o excesiva radiación solar, especialmente en la época estival. También deben ser regenerables y ser capaces de soportar épocas de escaso riego por precipitaciones naturales o por riego artificial (por goteo). Dentro de la gran familia de suculentas, musgo y hierbas naturales, pueden encontrarse en cada región multitud de plantas autóctonas aptas para formar una alfombra natural que cumpla las condiciones para ser denominada “cubierta extensiva”. Además, la cubierta extensiva se caracteriza por precisar un mantenimiento muy reducido, que puede limitarse a dos o tres visitas de inspección y control al año.

Las cubiertas intensivas tipo jardín incluyen a toda la plantación y cultivo existente, desde el cesped hasta árboles de máximas dimensiones, combinados con accesos de personas, vehículos, estanques, lagunas, huertos, campos deportivos, humedales para el tratamiento de aguas grises, e incluso piscinas. Se realiza tanto sobre cubiertas planas, como sobre garajes subterráneos. La construcción del forjado tiene que corresponder al tipo de uso de la cubierta y admitir la carga que representa la capa vegetal y la destinación y su tráfico. Requiere mayor mantenimiento y permite colocar una gran variedad de plantas. Incluso árboles y estanques con patos. La vegetación que soporta son: gramíneas, herbáceas, arbustos y árboles. El peso de esta cubierta vegetal puede alcanzar los 500 kg/m2, por eso hay que comprobar siempre la resistencia estructural del edificio.