Proceso muy eficiente de residuos de fermentación
Fotos: Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
La mayor planta de biogás del mundo funciona con decantadores de GEA
Dinero en mano: sólidos con elevado contenido de fosfatos y mucho metano potencial
Para evitar el transporte de grandes volúmenes de agua a largas distancias con elevados costes es indispensable procesar los residuos de la fermentación, es decir, deshidratarlos. Para procesar los residuos de la fermentación se utilizan diversos procesos: filtración mediante prensas de husillo, filtros de banda, filtros de tambor, prensas de rodillo o tamices, sedimentación con tanques o hidrociclones, e incluso centrifugación con decantadores. Todos estos procesos tienen sus ventajas e inconvenientes.
Los costes de inversión comparativamente superiores del decantador se compensan con creces por el menor coste total de propiedad. Otros criterios económicos y procedimentales también avalan las ventajas del decantador. En concreto, el grado de separación de fosfato y nitrógeno es mucho mayor con el decantador que con otras tecnologías. Ello se ha demostrado continuamente en pruebas comparativas efectuadas mediante investigaciones independientes.
Esto también significa que los sólidos concentrados pueden alcanzar precios altos en el mercado de los fertilizantes debido a su valioso contenido de fosfato. Otro factor decisivo es el elevado potencial de metano de los sólidos decantados. Ello resulta especialmente interesante si se pretende aprovechar el estiércol para incinerar y producir energía.
Maabjerg Bioenergy utiliza cinco decantadores
Las ventajas de la separación mediante decantadores también se constatan en la planta de biogás Maabjerg Bioenergy de Holstebro (Dinamarca), reconstruida en 2012. Maabjerg Bioenergy es la mayor planta de biogás del mundo. Surgió de la cooperación entre agricultores, autoridades locales y centrales térmicas. Por un lado, la planta procesa y pule estiércol procedente de la agricultura, mientras que por otro proporciona calor y energía a las ciudades de Holstebro y Struer.
La planta de biomasa está diseñada para procesar unas 500.000 toneladas de biomasa anuales procedentes de la agricultura y la industria alimentaria. Con ellas genera unos 20 millones de metros cúbicos de biogás y, en consecuencia, un contenido energético aproximado de 110.000 MWh de electricidad y alrededor de 100.000 kWh de agua caliente. Las emisiones de dióxido de carbono se han reducido aquí 21.600 toneladas anuales. En general, a pleno rendimiento la reducción equivalente de emisiones de CO2 debería rondar 50.000 toneladas anuales en el futuro, también a raíz de la reducción de emisiones de CO2 y metano en las explotaciones agrícolas. Para transportar la biomasa a la planta de la manera más ecológica posible y con pocos gastos, Maabjerg proyecta un sistema radial de conductos en un área de 16 kilómetros, que conectará la planta con los mayores proveedores de biomasa.
Sin este sistema de suministro se necesitarían hasta 50 camiones diarios. Para deshidratar los residuos de la fermentación, Maabjerg ha instalado tres decantadores UCD 535 y dos UCF 466 de GEA. Dado el alto grado de separación de fosfato y nitrógeno con los decantadores, la reducción total anual de nutrientes sobrantes asciende a 400 toneladas de nitrógeno y 450 toneladas de fosfato. Esta separación tan eficiente se consigue sin usar polímeros. Como el estiércol separado contiene mucho metano potencial, al quemar los sólidos en un incinerador se generan 22.000 MWh de energía anuales. El fosfato y el nitrógeno permanecen en las cenizas, que pueden reciclarse a su vez.
Fotos Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
Geometría vital
La geometría correcta del tambor y el tornillo sinfín es vital para el diseño correcto del decantador. GEA puede aportar toda su experiencia en este aspecto. Como resultado de la separación, los residuos de la fermentación de la materia seca se deshidratan desde un 5%-10% hasta alrededor del 30%. El contenido de fosfato de los residuos de la fermentación líquida, por ejemplo, se concentra desde aproximadamente 1,5 kilogramos por tonelada hasta 5-7 kilogramos por tonelada en los sólidos deshidratados, mientras que el contenido de nitrógeno se concentra desde 4-6 kilogramos por tonelada en los residuos de fermentación líquida hasta 8-10 kilogramos por tonelada de sólidos. Ello facilita mucho más el transporte, que puede suponer hasta 500 kilómetros en algunas zonas, porque se transporta menos agua y se pueden utilizar camiones normales en lugar de camiones cisterna. En consecuencia, el proceso reduce los costes de transporte además de incrementar el rendimiento gracias al mayor contenido de fosfato y nitrógeno, así como el mayor potencial de metano.
Nuevo: Separación en dos etapas
GEA ofrece separación en dos etapas por primera vez. En este caso, durante la segunda etapa de separación se puede separar hasta el 95% (frente al 75% aproximado sin uso de sustancias químicas) del contenido de fosfato de la fracción sólida mediante la adición de una pequeña fracción química para aglutinar las partículas más pequeñas de fosfato soluble en agua. Se trata de una variante sumamente económica que resulta especialmente interesante para países y regiones con un enorme exceso de nutrientes y, por tanto, una elevada tasa de exportación de nutrientes, como Turquía o México.
Muchos años de experiencia
GEA puede aprovechar su experiencia en el funcionamiento de las plantas de biogás, que se remonta a 1988. Desde entonces ha habido más de 6.000 plantas de biogás de todos los tamaños en Alemania. Con numerosos proyectos de construcción, Francia, Países Bajos, Escandinavia, Inglaterra, Europa Oriental y EE.UU. están descubriendo las abundantes ventajas de la producción de biogás. Los decantadores de GEA para procesar residuos de fermentación ofrecen una producción de 3 a 100 metros cúbicos por hora. Sin usar ninguna sustancia química, los decantadores de GEA, especialmente idóneos para esta aplicación, pueden garantizar un contenido muy elevado de materia seca: hasta un 30% en sólidos.
