Tratamiento de aguas y lodos residuales por ultrasonidos
El biogás se genera a partir de residuos orgánicos municipales, lodos de depuradora, estiércol o estiércol. La ultrasonicación mejora la digestibilidad de dicha materia orgánica, lo que produce más biogás y menos lodos residuales.
El biogás es un subproducto de la descomposición de materia orgánica por bacterias anaerobias o aerobias. Se compone principalmente de metano, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Esto convierte al biogás en una alternativa renovable a los combustibles fósiles, como el gas natural.
Los precios de la energía y los costes químicos y de eliminación de lodos, la legislación medioambiental y otros intereses, como la reducción de las emisiones de olores, exigen que las plantas de tratamiento de residuos mejoren su eficiencia de procesamiento. La desintegración por ultrasonidos de la materia orgánica antes de la digestión mejora notablemente la producción de biogás. Además, la sonicación mejora la deshidratabilidad de los lodos y reduce la cantidad de lodos residuales que hay que eliminar.
Las materias primas para la producción de biogás son mezclas de diversas sustancias agregadas y floculadas, fibras, virus y bacterias, celulosa y otras sustancias inorgánicas. Los residuos alimentarios, los residuos orgánicos industriales y comerciales, como las grasas o la vinaza, son materias primas suplementarias para los digestores mesofílicos y termofílicos. La cavitación ultrasónica destruye los agregados y las estructuras celulares. Debido al efecto sobre la estructura del material constituyente, los lodos pueden deshidratarse más fácilmente. Además, la destrucción de los agregados y las paredes celulares mejora la biodisponibilidad del material intracelular para su descomposición por las bacterias.
4x 4kW potencia-ultrasonido para la desintegración de lodos
La gisintegración ultrasónica de estiércoles animales antes de la digestión anaerobia mejora el rendimiento de biogás.
La tabla siguiente muestra los requisitos típicos de potencia para distintos caudales volumétricos. El sistema ultrasónico se integra generalmente en línea antes de la alimentación al digestor. Alternativamente, la materia orgánica puede recircularse desde el digestor a través del sistema ultrasónico de vuelta al digestor. Por lo tanto, la etapa de ultrasonidos se puede adaptar fácilmente a las instalaciones existentes.
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Potente procesador ultrasónico de 48 kW para la desintegración de lodos
- Aumento del rendimiento de biogás
- Mejora de la descomposición anaeróbica
- Mejora del comportamiento de sedimentación gracias a la desgasificación y a la desintegración de los copos.
- Mejora de la relación C/N para la desnitrificación
- Mejora del espesamiento de lodos sobrantes
- Mejor digestión y deshidratabilidad
- Reducción de la cantidad de floculantes
- Menores costes de eliminación gracias a la reducción de los lodos residuales tras la digestión
- Reducción del polímero necesario
- Destrucción de bacterias filamentosas
Recomendamos realizar pruebas piloto, por ejemplo con sistemas de 1 a 4 kW. Esto mostrará los efectos generales y la mejora de su proceso en particular. Estaremos encantados de analizar su proceso con usted y recomendarle los pasos a seguir.
El UIP6000hdT, un potente sonicador de 6000 vatios, con reactor de celda de flujo ultrasónico.
Literatura / Referencias
- Antonio-Abdu Sami M. Magomnang and Sergio C. Capareda (2018): Effects of Sequential Sodium Hydroxide Ultrasonication and Hot Water Treatment of Rice Straw and Coconut Shell on Biogas Production. Indian Journal of Science and Technology Vol. 11 (18), 2018. 1-12.
- Yasuo Tanaka (2002): A dual purpose packed-bed reactor for biogas scrubbing and methane-dependent water quality improvement applying to a wastewater treatment system consisting of UASB reactor and trickling filter. Bioresource Technology, Volume 84, Issue 1, 2002. 21-28.
- Pérez-Elvira S, Fdz-Polanco M, Plaza FI, Garralón G, Fdz-Polanco F. (2009): Ultrasound pre-treatment for anaerobic digestion improvement. Water Science Technology 60(6), 2009. 525-32.
- Lisa A. Davies, Andrew Dargue, John R. Dean, Michael E. Deary (2015): Use of 24kHz ultrasound to improve sulfate precipitation from wastewater. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 23, 2015.
preguntas más frecuentes
¿Qué es el tratamiento de residuos y lodos para la producción de biogás?
El tratamiento de residuos y lodos para la producción de biogás implica la digestión anaeróbica de materiales orgánicos, como residuos agrícolas, lodos de depuradora y residuos alimentarios, en entornos controlados. Durante este proceso, los microorganismos descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno, produciendo biogás, una mezcla compuesta principalmente por metano y dióxido de carbono. Este biogás puede utilizarse como fuente de energía renovable. El proceso de tratamiento también da lugar a un subproducto rico en nutrientes, conocido como digestato, que puede utilizarse como fertilizante, mejorando la sostenibilidad de las prácticas de gestión de residuos.
¿Qué es el reciclaje de fósforo a partir de lodos?
El reciclado de fósforo a partir de lodos consiste en recuperar el fósforo, un nutriente esencial, de los lodos de depuradora, que suelen procesarse en las plantas de tratamiento de aguas residuales. En este proceso se utiliza la sonicación mediante la aplicación de ondas sonoras de alta frecuencia a los lodos, lo que altera las paredes celulares de los microorganismos y favorece la liberación de fósforo de la materia orgánica. Esto mejora la eficiencia de la recuperación del fósforo, haciéndolo más accesible para su posterior extracción y purificación, contribuyendo en última instancia a la reutilización sostenible del fósforo en la agricultura.