LIFE STO3RESociedad de Fomento Agrícola Castellonense, S.A., FACSA Asociación de Investigación de la Industria Agroalimentaria, AINIA Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones

LIFE STO3RE

Codigestión anaerobia mancomunada de fangos y

purines combinada con ozonización y cavitación

- 01 Antecedentes

- 02 Objetivos

- 03 Participantes

- 04 Descripción del proyecto

- 05 Resultados preliminares

- 07 Conclusiones

- 06 Próximos pasos

índice

2009-2010 2011-2015 2015-2018

Antecedentes 01

Antecedentes 01

LODOS DE DEPURADORA

En España se producen anualmente 1.200.000 toneladas (m.s.) de lodos de depuradora.

Los lodos suponen un coste de gestión elevado para la explotación.

Deben ser tratados para reducir su contenido en agua, así como el contenido en patógenos y estabilizar la materia orgánica.

Los tratamientos más comunes son:

Digestión anaerobia

Compostaje

Estabilización aerobia

Antecedentes 01

DEYECCIONES GANADERAS

El sector porcino en España es el sector más importante de nuestra ganadería. Representa el 34.2% de la producción ganadera.

España es la cuarta potencia productora de carne de porcino (después de China, EEUU y Alemania).

España es el tercer mayor exportador porcino de la Unión Europea (detrás de Alemania y Dinamarca).

Las deyecciones ganaderas son el residuo orgánico que se produce en mayor cantidad.

Si no se gestionan adecuadamente ocasionan problemas medioambientales:

Contaminación atmosférica: CH4, COVs, N2O,…

Contaminación de aguas: nitratos, fosfatos,…

Contaminación de suelos: metales, toxicidad,…

CODIGESTIÓN ANAEROBIA

00

00

Antecedentes 01

Objetivos 02

Reducir el impacto de los purines y de los fangos de depuradora en las aguas superficiales y

acuíferos.

Reducir la huella de carbono y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Promover la reutilización de fangos y purines con el fin de reciclar los nutrientes (P y N).

Garantizar un fertilizante que cumpla con las futuras normativas legales aplicables a la aplicación

de lodos en agricultura: baja carga en patógenos y microcontaminantes.

Maximizar la producción de biogás.

Estudiar la viabilidad de un sistema de gestión mancomunado.

Diseñar y validar un sistema de co-digestión anaerobia, energéticamente sostenible del que se

obtenga un fertilizante de alta calidad.

La tecnología que se va a aplicar consiste en la combinación de:

Digestión anaerobia con dos etapas a diferente temperatura

Oxidación con ozono

Cavitación hidrodinámica

Objetivos 02

Participantes 03

Sociedad de Fomento Agrícola Castellonense, S.A., FACSA

Asociación de Investigación de la Industria Agroalimentaria, AINIA

Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CEBAS-CSIC

Entidad Regional de Saneamiento y Depuración de aguas residuales de la Región de

Murcia, ESAMUR

Investigación y Proyectos Medio Ambiente S.L., IPROMA

//commons.wikimedia.org/wiki/File:Chr2_orang_human.jpg

Descripción 04

Descripción 04

El proyecto STO3RE está ideado para áreas rurales en las que se pueda centralizar la gestión del

fango de pequeñas-medianas EDARs, así como también el de residuos ricos en N como es el

purín.

Las ventajas de la centralización son:

Compartir instalaciones y equipos

Reducción costes de inversión y operación

MURCIA

EDAR de Totana

Descripción 04

Explotaciones ganaderas cercanas a Totana

Descripción 04

EDARs y granjas seleccionadas

Descripción 04

Puerto Lumbreras

Aledo

Totana

Librilla Mazarrón

Alhama de Murcia

PROCESO CONVENCIONAL

PROCESO STO3RE

CavO3 DA 1 DA 2

DA 1

Fango EDAR

Purín

T = 35ºC Proceso Mesófilo

T = 35ºC Proceso Mesófilo

Cavitación Hidrodinámica + Ozonización

T = 55ºC Proceso Termófilo

Metanogénesis + Acetogénesis

Hidrólisis + Acidogénesis

Fango EDAR

Purín

Descripción 04

Descripción 04 Resultados preliminares 05

Granja 1 Granja 2 Granja 3 Granja 4 Granja 5

Cabezas de

ganado/año 2600 2000 4800

820 madres/ 20000 lechones

3500

Purín (m3) 5590 4300 10480 12382 7525

ST (%) 5.19 10 1.49 7.33 2.25

SV (%ST) 68 70 54 41 49

Producción de purines en las granjas estudiadas


EDAR Aledo Alhama de

Murcia Librilla Mazarrón

Puerto

Lumbreras Totana

Q (m3/año) 35.139 994.596 227.815 2.467.521 465.912 1.684.947

Fango (Tn) 1.494 1.937,97 338,65 2.730,36 1.367,92 4.302,08

ST (%) 1,2 16,0 17,0 19,9 14,9 17,6

SV (%ST) 70 88,1 67,8 76,5 64,8 57,1

Aledo 15%

Alhama 15%

Librilla 3%

Mazarrón 25%

Puerto Lumb 10%

Totana 32%

Producción de fangos en exceso


Familia Compuesto FANGO PURÍN

PESTICIDAS

IMAZALIL X (d)

THIABENDAZOLE X

Chlorpyriphos ethyl X

Permethrin X

Cypermethrin X

3,4-dichloroaniline

Triamiphos

PAHs

Phenanthrene X X

5-methyl chrysene X

Fluoranthene X

Pyrene X

Benzo(a)anthracene H X

Chrysene H X

Benzo(b)+Benzo(k)+Benzo(j)

fluoranthene H X

Naphthalene, 1,2,3,4-tetrahydro-

1,6,8-trimethyl-

FARMACEUTICOS

4-AMINOANTIPYRINE (d)

ALISKIREN X

AZYTHROMYCIN X

CIPROFLOXACIN X

CITALOPRAM X

DICLOFENAC X

DILTIAZEM X

IRBESARTAN X

LEVOFLOXACIN

LIDOCAINE (d)

LINCOMYCIN X

NIFLUMIC ACID X

OFLOXACIN X

OXYTETRACYCLIN X

PARACETAMOL X

PROPAFENONE X

SEERTRALINE X

SITAGLIPTIN X

SULFADIAZINE X

TELMISARTAN X

TIAMULIN X

TRYPTAMINE

VENLAFAXIN X

HORMONAS NANDROLONE X

ESTIMULANTES NICOTINE

FRAGANCIAS Tonalide X

Traseolide X

Octocrylene X

DETERGENTES NPE Nonylphenol ethoxylate X

ANTIMICROBIANOS Triclosan X

X = Confirmado

(d) = Detectado

= Identificación tentativa

GC-EI-TOF MS

GC-APCI-QTOF MS

UHPLC-QTOF MS

SCREENING DE MICROCONTAMINANTES


ENASAYOS DE LABORATORIO: selección condiciones de operación

Generador de ozono

Concentrador de oxígeno

Columna de contacto

Destructor de ozono

Bomba de recirculación

Selección de la dosis de O3 Ensayos BATCH de DA

Ensayos continuos de DA en doble fase de T


PI

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tiempo (días)

Pro

du

cció

n d

e m

etan

o (

L/d

)

Dos fases

Una fase

PII

Producción de biogás en ensayo continuo en un fase y en dos fases


0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 2 4 6 8 10 12 14

Tiempo (días)

Pr

od

uc

ció

n d

e b

iog

ás

(L

/K

gS

V)

Sin O3_2%ST

O3_2%ST

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 2 4 6 8 10 12 14

Tiempo (días)

Pr

od

uc

ció

n d

e b

iog

ás

(L

/K

gS

V)

Sin O3_8%ST

O3_8%ST

Curva de biogás acumulada obtenida en los ensayos batch de digestión anaerobia aplicando una dosis de O3 de 0.063 gO3/gST y dos mezclas de co-digestión a

distinta concentración de sólidos totales (2% y 8% ST).

Resultados preliminares 05

Microcontaminantes Patógenos

O3

Biogás

SELECCIÓN DE LA DOSIS DE O3

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 50 100 150

(ufc

/g

)

O3 dose (mgO3/gST)


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150

% D

egra

dac

ión

mic

roco

nta

min

ante

Dosis O3 (mgO3/gST)

Imazalil

Diclofenac

Sulfadiazina

Octylphenol Dioethoxylated

Nonylphenol Diethoxylated

Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella

PATÓGENOS

MICROCONTAMINANTES PRODUCCIÓN DE BIOGÁS

PRETRATAMIENTO O3

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 50 100 150

(ufc

/g

)

O3 dose (mgO3/gST)

0

1

0

1

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 50 100 150

(1/

25

g)

(ufc

/g

)O3 dose (mgO3/gST)


Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella

PATÓGENOS

MICROCONTAMINANTES PRODUCCIÓN DE BIOGÁS

POSTRATAMIENTO O3

0

100

200

300

400

0 5 10 15 20

Time (days)

Bio

ga

s p

rod

uct

ion

(L

/K

gV

S)

0

1

0

1

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 50 100

(1/

25

g)

(ufc

/g

)O3 dose (mgO3/gST)

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 20 40 60 80 100

(ufc

/g)

O3 dose (mgO3/gST)

0

1

10

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

0 50 100

(ufc

/g)

O3 dose (mgO3/gST)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

% D

egr

adac

ión

mic

roco

nta

min

ante

Dosis O3 (mgO3/gST)

Imazalil

Diclofenac

Sulfadiazina

Nonylphenol Diethoxylated


Microcontaminantes Patógenos

O3

Biogás

SELECCIÓN DE LA DOSIS DE O3

• PRE: 30 mgO3/gST

• POST: 15 mgO3/gST






Laboratorio Experimentos de campo Invernadero

ESTUDIO AGRONÓMICO


Selección del campo

Cardo

Almendros jóvenes

Estudio de la eficiencia del digestato frente en cardo y almendro.

Almendros viejos


Caracterización del digerido:

7

7,5

8

8,5

Digerido 1 Digerido 2 Mezcla

pH

2,46

2,48

2,5

2,52

2,54


Conductividad (mS/cm)

0

10

20

30

40


Humedad %

1200

1250

1300

1350


Cloruro (mg/L)

1100

1200

1300

1400

1500


Fosfato (mg/L)

0

2

4

6


Ntotal (mg/L)

0,48

0,5

0,52

0,54

0,56


Carbono orgánico total (mg/L)


DISEÑO DE LA INSTALACIÓN

TRH control: 28 días

TRH termófilo: 8 días

TRH mesófilo: 20 días

PUESTA A PUNTO


Próximos pasos 06

Conclusiones 07

o LIFE STO3RE espera dar soluciones a algunas de las “cuestiones estratégicas” de las políticas medioambientales europeas y españolas, puesto que supondrá una mejora con respecto a los actuales sistemas de digestión de las plantas depuradoras de aguas residuales.

o La tecnología propuesta reducirá el contenido de contaminantes orgánicos persistentes y microbiológicos en el digestato, utilizando la digestión en doble fase de temperatura combinada con la dosificación de O3 y cavitación.

o El pretratamiento (cavitación + ozonización) favorece la etapa de hidrólisis, aumentando la producción de biogás.

o Búsqueda de un balance energéticamente positivo.

www.facsa.com

GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!

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