Desintegración ultrasónica de estiércoles animales antes de la digestión anaerobia

La desintegración ultrasónica aumenta el rendimiento de metano (CH₄), reduce el tiempo de retención de sólidos (SRT) y mejora el rendimiento global de la digestión anaerobia. Esto se debe a la desintegración de los biosólidos y las células bacterianas presentes en los estiércoles animales y a la liberación de componentes intracelulares como consecuencia de la solubilización de la materia particulada. Los reactores ultrasónicos de Hielscher para el pretratamiento de estiércoles animales permiten obtener más metano (biogás) y una mayor demanda química de oxígeno soluble (SCOD) en la digestión anaerobia.

Digestión anaerobia de estiércoles animales

Los residuos animales se someten a digestión anaerobia para reducir el contenido de materia orgánica, los olores y las emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas cubiertos. Otro posible beneficio es la reducción de los patógenos presentes en el estiércol. Los residuos animales que suelen utilizarse para la digestión incluyen el estiércol porcino (estiércol de cerdos, estiércol de puercos), el estiércol de ganado lechero o de cebaderos de ganado vacuno de carne, la gallinaza, el estiércol de pavos, los residuos retirados por raspado de fosas, los purines, la escorrentía de los cebaderos y los efluentes de estiércol.

Desintegración ultrasónica

La cavitación ultrasónica desintegra los sólidos orgánicos y aumenta la cantidad de sustrato orgánico disuelto, así como la velocidad de degradación y la digestibilidad de los biosólidos durante el proceso de digestión anaerobia. Este pretratamiento aumenta la superficie disponible para la posterior digestión anaerobia. El resultado es una mejor conversión de las partículas de biosólidos en biogás. Esto mejora la biodegradabilidad, aumenta el rendimiento de biogás e incrementa la demanda química de oxígeno soluble (SCOD).

Reactores ultrasónicos

Hielscher suministra desintegradores ultrasónicos para el pretratamiento en línea de caudales volumétricos pequeños y grandes. Todos los reactores ultrasónicos están diseñados para funcionar de forma continua (24hrs/7d/365d) y maximizar la utilización del equipo. En función de factores como la composición de los residuos, TS o el tiempo de retención de sólidos en el digestor, la potencia requerida del equipo varía entre 2 y 10 kW por 1 m³/hora en la mayoría de las instalaciones. Las sondas ultrasónicas y las geometrías de los reactores de Hielscher se han optimizado a partir de muchos años de experiencia práctica en el pretratamiento de residuos y lodos antes de la digestión. Esto es importante, ya que la configuración de los parámetros de sonicación y el diseño hidráulico influyen considerablemente en el efecto de desintegración. Los reactores ultrasónicos de Hielscher permiten procesar materiales más viscosos (menos diluidos) para lograr una mayor eficiencia del proceso. Además, los equipos ultrasónicos de Hielscher ofrecen una eficiencia eléctrica excepcional, superior al 81% – lo que se traduce en un mayor rendimiento de desintegración. El uso de un macerador antes de la sonicación reduce el tamaño de las partículas más grandes y de las fibras, y mejora la uniformidad del material que entra en el sistema ultrasónico.

Codigestión de mezclas de residuos

Los beneficios de la desintegración ultrasónica antes de la digestión van más allá del estiércol animal. La ultrasonicación mejora la hidrólisis durante la codigestión de estiércoles con residuos alimentarios, lodos de depuradoras municipales o incluso glicerina cruda procedente de la producción de biodiésel. La desintegración ultrasónica como pretratamiento previo a la codigestión mesófila o termófila permite obtener rendimientos volumétricos de metano significativamente mayores, menos H₂S (olor) y menos amoníaco en el efluente que con materiales no sonicados. La adición de pequeñas cantidades de glicerina (4 a 6%) al estiércol antes de la desintegración ultrasónica da lugar a un aumento significativo de la producción de biogás.

Beneficios de la ultrasonicación

Un efecto evidente de la desintegración ultrasónica es el aumento del rendimiento de biogás. Sin embargo, se consiguen ahorros aún mayores gracias a la disminución de los costes de transporte por camión y de deshidratación, debido a la reducción de los residuos tras la digestión del material. Los tiempos de retención más cortos aumentan la capacidad del digestor y pueden ayudar a evitar la instalación de un digestor adicional. La reducción de los olores gracias a los menores niveles de H₂S y la disminución del amoníaco en el efluente tienen importancia ambiental.

Instalación y adaptación de instalaciones existentes

Los reactores ultrasónicos de Hielscher pueden integrarse fácilmente en nuevos proyectos o incorporarse a digestores anaerobios existentes. Puede probar los efectos sobre sus residuos a pequeña escala, por ejemplo, utilizando un sistema UIP2000 (20 kHz, 2000 vatios) con una sonda cascatrode y un reactor de celda de flujo. El diseño modular de los sistemas ultrasónicos de alta capacidad (p. ej., 10x UIP4000, 40 kilovatios) permite una instalación flexible y una ampliación gradual. Especialmente cuando se incorporan a digestores existentes, los costes de los equipos de sonicación se amortizan rápidamente gracias al ahorro de costes y a los ingresos del biogás. ¡Póngase en contacto con nosotros para recibir información gratuita!

Biogás – Energía renovable

El biogás es una fuente de energía renovable y respetuosa con el medio ambiente. Mientras que el biodiésel y el bioetanol se producen principalmente a partir de cultivos alimentarios o no alimentarios, el biogás procedente del estiércol aprovecha un residuo agropecuario. El biogás no requiere una destilación de alto consumo energético ni productos químicos agresivos, y tiene una huella de carbono muy reducida. La digestión anaerobia asistida por ultrasonidos produce energía limpia, verde y renovable para numerosas explotaciones ganaderas, a un coste competitivo con los precios comerciales del gas natural o inferior a ellos.