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MX2012002765A - Sistema y metodo para el tratamiento biologico de residuos biodegradables incluyendo residuos solidos urbanos biodegradables. - Google Patents

Sistema y metodo para el tratamiento biologico de residuos biodegradables incluyendo residuos solidos urbanos biodegradables.

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Publication number
MX2012002765A
MX2012002765A MX2012002765A MX2012002765A MX2012002765A MX 2012002765 A MX2012002765 A MX 2012002765A MX 2012002765 A MX2012002765 A MX 2012002765A MX 2012002765 A MX2012002765 A MX 2012002765A MX 2012002765 A MX2012002765 A MX 2012002765A
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MX
Mexico
Prior art keywords
plant
biological treatment
waste
tank
sludge
Prior art date
Application number
MX2012002765A
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English (en)
Inventor
Maithilee Dinesh Chandratre
Original Assignee
Maithilee Dinesh Chandratre
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maithilee Dinesh Chandratre filed Critical Maithilee Dinesh Chandratre
Publication of MX2012002765A publication Critical patent/MX2012002765A/es

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Abstract

La presente invención se refiere a un método y un sistema para la terminación del ciclo ecológico de la biomasa, aplicando la teoría de naturaleza a naturaleza (N"N), por tratamiento biológico de cualquier desperdicio biodegradable o desperdicio orgánico, incluyendo la parte biodegradable del MSW, para producir fertilizante biológico rico como producto final, metano y muchos subproductos útiles usando procesos naturales y materiales naturales/orgánicos dentro de u intervalo muy corto de tiempo. De esta manera, no importa lo que se tome de la naturaleza en un intervalo de tiempo natural llamado teoría N2N.

Description

SISTEMA Y METODO PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE RESIDUOS BIODEGRADABLES INCLUYENDO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS BIODEGRADABLES Campo de la Invención La presente invención se refiere al tratamiento de desperdicio biodegradable que incluye desperdicio sólido municipal biodegradable para producir productos tal como, fertilizantes biológicos/orgánicos ricos, metano, y muchos subproductos útiles y similares, en un intervalo corto de tiempo .
Antecedentes de la Invención Existen variedades de métodos que se usan actualmente para eliminar el desperdicio en base a sus sistemas de operación, los métodos son como sigue: I. Biodegradación .
II. Incineración III. Planta de Tratamiento Mecánico-Biológico, MBT.
I. Biodegradación: Este método se ha usado comúnmente desde muchos siglos donde el desperdicio se elimina y se deja biodegradar de forma natural. En base al área disponible de tierra, a la mano de obra y a los recursos, se siguen los siguientes procedimientos: A. Rellenos sanitarios abiertos: Este método se sigue comúnmente en muchas ciudades de India y en el mundo entero. En este sistema, el desperdicio recolectado, que es un desperdicio mezclado se descarga en el relleno sanitario, sin ningún procesamiento anterior.
Las desventajas de esto son: - 1. La biodegradación natural toma un tiempo muy largo de meses o aún años. 2. Debido a la naturaleza mezclada del desperdicio, toma lugar varias reacciones químicas no naturales y hay formación de lixiviado que se percola en el suelo, o contaminando las capas del suelo y también la capa freática subterránea natural en un gran grado. De esta manera, se pierde gradualmente la fertilidad del suelo en las áreas conjuntas, durante su vida útil. 3. Se generan potentes gases de efecto invernadero tal como metano, C02 y algunos gases peligrosos y se liberan del relleno sanitario provocando contaminación de aire . 4. El desperdicio mantenido abierto invita a las moscas, mosquitos, etcétera, y de esta manera a varias enfermedades . 5. Usualmente a los rellenos sanitarios se les prende fuego en los veranos y es difícil controlar, aún durante meses, provocando una gran contaminación del aire.
También los rellenos sanitarios son los principales contribuyentes del calentamiento global . 6. El área que se usa , para estos rellenos sanitarios abiertos es un desperdicio del área de terreno, que no será de uso para ningún otro propósito durante al menos los siguientes 80 a 100 años.
B. Rellenos Sanitarios Cerrados: Este sistema es paralelo al sistema de rellenos sanitarios abierto, la única diferencia que es que el MSW mezclado que entra diariamente se extiende en el sitio de relleno sanitario y se cubre por la capa de tierra y el material se deja descomponer de una ' manera natural, pero permanece igual la desventaja del relleno sanitario abierto .
C. Compostaje: El compostaje en túnel, compostaje en recipiente: Estos procesos son similares a los rellenos sanitarios, debido a que permiten que se degrade de forma natural el MSW.
Compostaje Vermi, que es un tipo de compostaje donde se usan lombrices de tierra para la descomposición natural .
Sin embargo, estos procesos tienen las desventajas que no se pueden hacer en cantidades muy grandes como en las ciudades.
II. Incineración: El principio básico en el proceso de incineración es la quema del MSW en cámaras RCC cer;radas bajo temperatura controlada y dependiendo de la temperatura del proceso de incineración se clasifica en los siguientes métodos: A. Pirólisis B. Gasificación de la plasma C. Incineración A. Pirólisis: Esta pirólisis es la quema de materiales peligrosos en una cámara cerrada a aproximadamente 300°C y la conversión de todo el material a ceniza, que no tiene ningún valor biológico.
B. Incineración o Gasificación de Plasma: En este sistema se forma un arco de fuego en una cámara RCC, de capacidad pesada, cerrada, y la temperatura se aumenta a 600°C hasta 3000°C, aún de 13000°C a 15000°C dependiendo del material que se trate.
En esta cámara, la quema de desperdicios mezclados produce gases o ceniza volante como un subproducto.
III. Planta de Tratamiento Mecánico-Biológico En este proceso se usan todas las combinaciones diferentes de ya sea los métodos individuales o de muchos métodos mencionados anteriormente, con un proceso mecánico complicado que finalmente produce electricidad o combustible derivado de desechos.
Desventajas de la Técnica Anterior: - La cámara de incineración/gasificación de plasma tiene que ser hecha de concreto de ' trabajo pesado y en grandes volúmenes y de esta manera es muy alto el costo inicial de instalación de forma similar también son muy altos los costos iniciales y de corrida de MBT.
- Este proceso particular crea una cantidad pesada de material inerte, es decir ceniza volante, y creará un problema mayor en el futuro cercano y no tiene ningún valor biológico.
Breve Descripción de la Invención Objeto de la Invención El objeto de la presente invención es proporcionar un método y sistema para el tratamiento biológico de desperdicio biodegradable (referido más adelante en la presente como BW) , que incluye desperdicio sólido municipal (referido más adelante en la presente como MSW) , biodegradable que complementa el "Ciclo Ecológico de la Biomasa" al tratar el desperdicio biodegradable de esta manera ayudar a completar el Reciclado, II de Biomasa y hacer nutrientes disponibles para el Reciclado III y I.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para tratar BW que incluye MSW para producir fertilizantes orgánicos y biológicos abundantes, metano y para producir productos intermedios útiles, subproductos y para instalar subplantas para varios propósitos.
Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para tratar BW que incluye MSW, que es capaz de reducir el intervalo de tiempo a un mayor grado, en comparación a los procesos conocidos/existentes .
Otro objeto más de la invención es proporcionar un método y un sistema para tratar BW que incluye MSW, que producirá productos en forma natural para complementar el ciclo ecológico y biológico de la biomasa en la naturaleza.
El objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para tratar BW que incluye MSW, que se erige fácilmente en varias ubicaciones y a varias capacidades y aún una unidad de capacidad individual también puede ser en múltiples etapas y en varias ubicaciones .
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para tratar BW que incluye MSW que producirá productos intermedios útiles, subproductos y subplantas que se pueden usar para diferentes propósitos y en diferentes industrias. * Aún otro objeto de la invención es proporcionar la planta de reciclado para BW que incluye MSW que cumple con la mayoría de los siguientes criterios de: La planta debe complementar el perfecto ciclo bio-geoquímica de todos los elementos fundamentales y finalmente, el ciclo de biomasa o la cadena alimenticia del universo .
- Dar solución completa y natural.
El producto final debe ser natural y ecológicamente útil. ' - Debe satisfacer los criterios de cámara cerrada de modo que se puedan recolectar los gases emitidos de efecto invernadero y se puedan tratar según el requisito ambiental. De esta manera, se puede reducir el % de calentamiento global provocado por los mismos .
Debe estar sin formación de lixiviado, para salvar la tierra y el agua.
- Debe ser costeable para implementarse al nivel del suelo.
Debe tener tecnología simple para erección/operación/mantenimiento a nivel de suelo.
- Debe ser con un costo inicial, de operación/de mantenimiento, mínimo para el gobierno local.
Debe ser de naturaleza modular, es decir, adecuado para instalar en varios módulos/etapas en varias ubicaciones adecuadas al gobierno local.
Sumario de la Invención La presente invención describe un método y sistema que se desarrolla para la consumación del ciclo Ecológico de la biomasa, aplicando la teoría de Naturaleza a Naturaleza (Teoría N2N) , por tratamiento biológico de cualquier desperdicio biodegradable (referido más adelante en la presente como BW) o desperdicio orgánico, incluyendo la parte biodegradable de desperdicio Municipal, para producir un producto final biológico abundante, es decir, fertilizante biológico, metano y muchos subproductos útiles. Para lo cual se inventa una 'Planta de Tratamiento Biológico' (BTP) , se llamará como BTP más adelante en la presente, que usa todos los métodos naturales basados en procesos naturales, enseries y módulos, usando materiales naturales, para tratar cualquier desperdicio biodegradable (BW) , para producir producto final biológico y natural junto con metano y muchos subproductos útiles. Esto tomará lugar en un intervalo muy corto de tiempo, retornando de este modo a la naturaleza lo que se le tomo en el intervalo natural de tiempo, de modo que la naturaleza será capaz de mantener el "Ciclo Ecológico de la Biomasa" , y la teoría se llamará como teoría de Naturaleza a Naturaleza (N2N) para la consumación del ciclo ecológico de la biomasa.
Esta Planta de tratamiento' Biológico se diseña para el siglo 21 para el tratamiento de BW. v Biomasa' significa materia orgánica que está presente en el cuerpo de cada organismo vivo, plantas, y animales presentes en la naturaleza. Los carbohidratos, proteínas y lipidos se producen por plantas como el alimento básico, y esta masa alimenticia se llama biomasa. (Llamado "biomasa" más adelante en la presente, su ciclo se llama "Ciclo Ecológico de la Biomasa' más adelante en la presente y la teoría de Naturaleza a Naturaleza aplicable a la biomasa se llama "Teoría de N2N de la Biomasa", más adelante en la presente) . La teoría N2N significa que lo que se toma de la naturaleza se debe regresar a la naturaleza, que también aplica a la biomasa.
Ciclo Ecológico de la Biomasa Para completar el ciclo ecológico de la biomasa por la teoría N2N, la biomasa o los elementos fundamentales tienen que pasar a través de 3 etapas o medios, es decir, el ciclo se completa en 3 etapas (ver figura 1) .
Etapa I de Reciclado - Naturaleza a Medio Vegetal a Medio Animal Las plantas preparan el alimento básico en la forma de carbohidratos usando los elementos fundamentales por fijación de carbono mediante fotosíntesis. Los herbívoros comen plantas, los carnívoros comen herbívoros, omnívoros comen a ambos para su metabolismo corporal.
Etapa II de Reciclado - Medio Animal a Medio de Tierra Los animales digirieren lo que comen y después de su proceso completo de digestión producen excrementos como un desperdicio, llamado aguas negras, que normalmente se abona en el suelo.
Etapa III de Reciclado - Medio de 'Tierra a Bacteria de Tierra a Medio Vegetal Cuando este excremento se mezcla en la tierra o suelo, que es el alimento básico de las bacterias de la tierra. Las bacterias de la tierra o suelo descomponen la materia orgánica y producen nutrientes básicos. Estos nutrientes están en la forma de elementos fundamentales y se absorben fácilmente por las plantas. Las plantas absorben los elementos básicos de la tierra como nutrición principal Y con la ayuda de C02 de la atmósfera, H20 del medio de suelo o tierra y energía luminosa de la luz solar, se someten a fotosíntesis, es decir, a la fijación de carbono y prepara la forma básica de los carbohidratos, que es la generación de biomasa, de esta manera ' continua el ciclo. En el ciclo de la Biomasa, las plantas son los Productores, los Animales son los consumidores y las bacterias de la tierra son los Descomponedores. Los productores obtienen los materiales básicos de la Naturaleza para producir la primera forma de alimento, los Consumidores usan este alimento para su metabolismo por digestión, los Descomponedores biodegradan toda la materia orgánica residual y la retornan a la Naturaleza. De esta manera, se complementa o termina el ciclo Ecológico de la Biomasa.
De esta manera, finalmente, a través del ciclo de la Biomasa, los elementos básicos se mueven desde la naturaleza a través de diferentes medios, hacia la Naturaleza, es decir, completan sus ciclos bio-geo químicos.
De esta manera, después de estas 3 etapas de reciclado de biomasa, se completa o termina el ciclo de la biomasa. En este BTP al tratar el desperdicio biodegradable, se completa la Etapa II de Reciclado, es decir, que es del medio animal al medio del suelo o tierra de la biomasa, y los buenos nutrientes y elementos se hacen disponibles para las Etapas III y I de Reciclado, que si no se completa romperá la cadena de la biomasa de la naturaleza.
La biomasa que no pasa a través del sistema digestivo del animal se trata en la Planta de Tratamiento Biológico (BTP) .
En general, el desperdicio completo creado en la naturaleza es material completamente biodegradable y se bio-degrada de una manera natural, dentro del marco de tiempo natural, que es aceptable a la naturaleza. Puesto que en la naturaleza no hay desperdicio en exceso, no existe la necesidad de un proceso de tratamiento de desperdicios o de una planta para desperdicio natural.
Pero en los Humanos : El desperdicio sólido biodegradable se puede categorizar ampliamente en 2 partes. a. Aguas negras - Fuentes principales de aguas negras son inodoros domésticos y otros; b. Sólido - Normalmente conocido como Desperdicio Sólido Municipal, es decir (MSW) .
De los procesos existentes, la biodegradación es el único sistema que completa el ciclo o cadena biológica/ecológica, sin embargo, la duración de tiempo requerida es mucho más (es decir, desde 30 días hasta algunos meses o aún años) . Considerando los volúmenes de MSW en el siclo 21, debe llegar a ser inevitable el requisito de tierra para el relleno sanitario, la cantidad de emisión de gases tipo invernadero y algunos gases peligrosos, el calentamiento global debido a los gases tipo invernadero, la cantidad de formación de lixiviado debido a la naturaleza mezclada del desperdicio sólido, ?· de esta manera la contaminación de la tierra y agua subterránea.
El manejo de MSW se enfoca principalmente a nivel mundial y se le ha dado importancia principal para el tratamiento, pero al BW (desperdicio Biodegradable) no se le ha dado importancia independiente.
El objeto principal de la invención es dar un enfoque principal en el tratamiento de cualquier BW incluyendo MS en la BTP. La velocidad de producción de desperdicio sólido biodegradable es muy rápida. Si permanece sin tratar conducirá a muchos problemas ambientales, que son muy peligrosos a la sociedad y finalmente a la ecología.
Todos los otros tipos de desperdicio tal como el inerte y el no biodegradable se reciclan, pero los desperdicios biodegradables necesitan reciclado con una velocidad natural, lo que es posible en la BTP, como en la actualidad.
En esta BTP, todas las reacciones biológicas toman lugar en serie, puesto que toman lugar en el sistema digestivo de los animales y en la naturaleza (digestión anaeróbica) , con los productos finales tal como fertilizador biológico (orgánico) enriquecido, CH4 (metano) , C02 (dióxido de carbono), H20, amoníaco (NH3) .
Estos productos finales cuando se mezclan en el suelo o tierra están fácilmente disponibles para la Etapa III de Reciclado, y reducirán el tiempo de procesamiento requerido para que las bacterias del suelo biodegraden la materia orgánica y de esta manera se hará disponible al reciclado I de forma y los gases ya sea se usan, o tratan y mezclan en la atmósfera, de modo ' que se pueden usar adicionalmente por la naturaleza.
Todos los animales incluyendo los humanos completan su proceso completo de digestión en aproximadamente 24-36 horas. No hay sistema existente o proceso existente disponible (excepto los sistemas digestivos de humanos y animales) hasta ahora para el tratamiento completo de material biodegradable, en este corto intervalo de tiempo, como existe en la teoría N2N, pero, esto es posible en la BTP.
La Gráfica de Comparación De esta manera, el sistema digestivo de cualquier animal vivo se basa en el principio exacto de la teoría N2N y lo mismo es el caso de la BTP.
De esta manera, la biomasa en la naturaleza/alimento en los sistemas digestivos de animales y BW en la BTP se tratan ambos una manera similar. Ambos se tratan igual que la Etapa II de Reciclado. Ambos de estos tienen además que entrar en las Etapas III y I de Reciclado de la naturaleza para completar el ciclo. De esta manera la BTP ayuda a completar el ciclo de , la biomasa, como se muestra en la figura 2.
Declaración de la Invención De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema para el tratamiento biológico de desperdicio biodegradable, el sistema que comprende: una plataforma de descarga para descargar desperdicio sólido mezclado que tiene desperdicio biodegradable y otros desperdicios recolectados de varias fuentes ; al menos una banda transportadora para transportar el desperdicio sólido mezclado desde la plataforma de descarga; una cámara de imán provista cerca la plataforma de descarga, en donde la banda transportadora con el desperdicio sólido mezclado se hace pasar través de la cámara de imán para separar la parte metálica del desperdicio sólido mezclado; al menos un separador provisto cerca de la cámara de imán, en donde el desperdicio inorgánico reciclable se separa del desperdicio sólido mezclado de la banda transportadora; i un primer tanque de almacenamiento provisto cerca del por lo menos un separador, el primer tanque de almacenamiento permite la segregación del desperdicio sólido mezclado; un tanque de tratamiento primario recibe el desperdicio biodegradable segregado del primer tanque de almacenamiento; el tanque de tratamiento primario comprende; una cámara para recoger el desperdicio biodegradable segregado y mezclar con agua caliente que tiene una temperatura en el intervalo de 70° C a 140 °C para aniquilar los patógenos; y un rotor para hacer girar/revolver el desperdicio biodegradable segregado mezclado con agua caliente, en donde, la rotación de la mezcla y al permite el asentamiento natural, se repite al menos dos veces el proceso similar, el desperdicio biodegradable se separa del otro desperdicio no biodegradable y el agua sobrenadante que contiene pequeñas partículas de grasa de aceite, plástico y similares, el agua se purifica adicionalmente ; un segundo tanque de almacenamiento colocado adyacente al tanque de tratamiento primario, el fango se deshidrata adicionalmente y se compacta en el mismo, reduciendo de este modo de 80 % a 50 % del volumen del fango, el segundo tanque de almacenamiento también incluye un mecanismo de molienda, y un mecanismo triturador de desperdicio biodegradable para reducir el tamaño del desperdicio biodegradable, incrementando de este modo el área superficial lo que mejora la eficiencia del tratamiento adicional para formar fango preparado; un tercer tanque de almacenamiento colocado en yuxtaposición al segundo tanque de almacenamiento, el tercer tanque de almacenamiento es capaz de recolectar y almacenar el fango preparado recibido del segundo tanque de almacenamiento a una temperatura que varía entre 40 °C a 60°C; al menos una Planta I de Tratamiento Biológico recibe el fango preparado, bombeado del tercer tanque de almacenamiento por medio de una bomba y se mantiene en el mismo una estricta condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y pH controlado, en donde el fango preparado se trata durante horas predefinidas con un fluido, es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un 'Fluido' similar a éste, con 'Microbios' específicos para formar una suspensión espesa tratada; al menos una Planta II de Tratamiento Biológico colocada en yuxtaposición a la Planta I de Tratamiento Biológico y se mantiene en la misma una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y pH controlado, la Planta II de Tratamiento Biológico recibe suspensión espesa tratada de la Planta I de Tratamiento Biológico, y se trata durante horas predefinidas con enzimas de, o similar a los sistema digestivos humanos, es decir enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares en el mismo; y una Planta III de Tratamiento Biológico colocada en yuxtaposición de la Planta II de Tratamiento Biológico y se mantiene en la misma una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y pH controlado, la Planta III de Tratamiento Biológico es capaz de mantener condiciones anaeróbicas para tratar ' la suspensión espesa recibida de la Planta II de Tratamiento Biológico con bacterias termófilas en la misma durante horas predefinidas; en donde, al tratar el fango preparado en la Planta I de Tratamiento Biológico, la Planta II de Tratamiento Biológico y la Planta III de Tratamiento Biológico, el desperdicio biodegradable se convierte en fertilizante y gas metano se libera' de la Planta I del Tratamiento Biológico I y Planta III de Tratamiento Biológico, que se recolecta en un colector de gas, el proceso entero en la BTP se mejora de manera biológica y mecánica para completar el tratamiento en el espacio de aproximadamente 48 a 72 horas.
Típicamente, en donde la Planta I de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad de rociadores, en donde la pared deflectora permite el movimiento mejorado del fango en la misma, y los rociadores permiten el mezclado del fango con fluido es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un 'Fluido' similar a éste, con 'Microbios' específicos.
Típicamente, en donde se proporcionar un impulsor y rotor en la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico, y Planta III de Tratamiento Biológico, el impulsor introduce ondas en la dirección hacia adelante y el rotor mejora el mezclado apropiado de fluido ruminal o de las enzimas en la suspensión espesa, preparada.
Típicamente, en donde la Planta II de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad rociadores, en donde la pared deflectora permite el movimiento mejorado de la suspensión espesa en la misma, y los rociadores permite el mezclado de la suspensión espesa con las enzimas de, o similar a los sistemas digestivos humanos, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares.
Típicamente, en donde la Planta III de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad de rociadores, en donde la pared deflectora permite el movimiento mejorado de la suspensión espesa en la misma, y los rociadores permiten el mezclado de las bacterias termófilas.
Típicamente, en donde la Planta I de Tratamiento Biológico y la Planta II de Tratamiento Biológico se conectan por al menos un elemento conectador para hacer pasar la suspensión espesa desde la Planta I de Tratamiento Biológico a la Planta II de Tratamiento Biológico, entre las mismas tratadas con ácido para aniquilar los microbios de la Planta I de Tratamiento Biológico.
Típicamente, en donde la Planta I de Tratamiento Biológico, la Planta II de Tratamiento Biológico y la Planta III de Tratamiento Biológico que tienen una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y pH controlado se mantiene en la misma.
De acuerdo a la presente invención, también se proporciona un método para el tratamiento biológico de desperdicio biodegradable, el método que comprende los pasos de: cargar el desperdicio sólido mezclados en la banda transportadora ; hacer pasar la banda transportadora que contiene desperdicio sólido mezclado a través de una cámara de imán para separar las partes metálicas del desperdicio sólido mezclado; adicionalmente , hacer pasar la banda transportadora que contiene el desperdicio sólido mezclado a través de al menos un separador; en donde el desperdicio biodegradable se separa del desperdicio inorgánico reciclable del desperdicio sólido mezclado; posteriormente, recolectar el desperdicio biodegradable segregado en un primer tanque de almacenamiento ; hacer pasar el desperdicio biodegradable segregado desde el primer tanque de almacenamiento al tanque de tratamiento primario; adicionalmente, tratar el desperdicio biodegradable en el tanque de tratamiento primario; en donde el desperdicio biodegradable mezclado con agua caliente que tiene temperatura que varía entre 70 °C a 140 °C para aniquilar patógenos y girar simultáneamente con un rotor y permitir el asentamiento natural durante horas predefinidas y el proceso se repite al menos dos veces para la separación del material no degradable y agua sobrenadante que contiene aceite, grasa y similares, para formar fango preparado, el agua sobrenadante separada se purifica en una planta de tratamiento de agua; posteriormente, la deshidratación y compactación del fango preparado; posteriormente la molienda y trituración del fango preparado en un segundo tanque de almacenamiento para incrementar el área superficial del mismo; adicionalmente, el fango preparado se almacena en el tercer tanque de almacenamiento a temperatura que varía entre 30°C a 60°C para bombear el fango preparado a al menos una Planta I de Tratamiento Biológico, posteriormente, el fango preparado se trata con un fluido, es decir un fluido ruminal del' rumen de la vaca o un "Fluido" similar a éste, con ^Microbios' específicos para formar una suspensión espesa tratada en la Planta I Tratamiento Biológico, en donde la condición anaeróbica de la Planta I de Tratamiento Biológico, temperatura entre 35 °C a 40°C, y pH controlado se mantiene en la misma; adicionalmente, la suspensión espesa tratada se hace pasar a al menos una Planta II de Tratamiento Biológico, en donde la suspensión espesa tratada se trata con enzimas de o similares a los sistemas digestivos humanos es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares en la misma, en donde la condición anaeróbica del Tanque II del Tratamiento Biológico, temperatura entre 35 °C a 40°C, y pH controlado se mantiene en la misma; y posteriormente, la suspensión espesa tratada se trata en condiciones anaeróbicas y a PH controlado con bacterias termófilas en una Planta' III de Tratamiento Biológico, en donde la condición anaeróbica del Tanque III de Tratamiento Biológico, temperatura entre 35°C a 40°C, y PH controlado se mantiene en la misma, en donde, al tratar el fango preparado en la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico, el desperdicio biodegradable se convierte en fertilizante biológico abundante y gas metano se libera del tanque Planta I de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico, que se recolecta en un colector de gas principal, el proceso entero den BTP se mejora de forma biológica y mecánica para terminar el tratamiento completo en el espacio de aproximadamente 48 a 72 horas.
Típicamente, en donde el fluido es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un 'Fluido' similar a éste, con 'Microbios' específicos se usa para desintegrar carbohidratos, proteínas y lípidos en industrias, tal como la industria de la pulpa de papel, industria textil, en la industria de los tintes, en la preparación de medios de laboratorio, caldos/industria, y similares, adicionalmente , el fluido ruminal de la vaca o "Fluido" similar al fluido ruminal, que se usa en el proceso, contiene varios tipos, especies de microbios. Las acciones controladas de los microbios específicos del fango preparado en la BTP I se pueden llevar a cabo para obtener un fango de características específicas, que se puede llamar "líquido bruto", que será útil para muchos tipos de industrias. El líquido bruto puede ser útil para producción de medicinas en la industria farmacéutica. El líquido bruto se puede usar en productos nutricionales tal como * polvo de proteína, vitaminas, etcétera, después de estrictos tratamientos estériles .
Típicamente, en donde el líquido bruto se extrae de la Planta I de Tratamiento Biológico y Planta II de Tratamiento Biológico, que en industrias tal como en producción/industria de cosméticos, en producción/industria de esencias, en producción/industria de productos tipo jabón, en la industria de papel y pulpa, en la industria de tintes, en algunas industrias para tratar su efluentes /compuestos intermedios peligrosos o productos finales peligrosos, en la preparación de medios de laboratorio, caldos/industria, en industria farmacéutica como cualquier tipo de alimento animal, como pienso para ganado, biofertilizantes/industria y en muchas otras industrias, en algunas industrias para tratar sus' efluentes/compuestos intermedios o productos finales peligrosos, en la industria farmacéutica, como cualquier tipo de alimento animal, como pienso para ganado, biofertilizantes/industria y en muchas otras industrias.
Típicamente, el fango preparado del tanque de tratamiento primario se usa para preparar alimento de herbívoros de bajo costo o alimento para carnívoros y omnívoros se prepara dependiendo del tipo de desperdicio biodegradable .
Típicamente, el fango preparado del Tanque I de Tratamiento Biológico se usa para preparar perfume o esencia o productos aromáticos.
Típicamente, el fertilizante usado para convertir tierra incultivable a tierra fértil. La Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico, Planta III de Tratamiento Biológico se configura en una cámara individual .
Típicamente, en donde un colector de gas provisto con un tubo de escape para la quema de metano del mismo.
Típicamente, en donde la Planta II de Tratamiento Biológico se conecta al colector de gas para hacer pasar gases generados en la misma.
Típicamente, en donde la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico se proporciona con caja de registro de tamaño predefinido en una ubicación predefinida para mantenimiento regular.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 explica el ciclo ecológico de la biomasa ; La Figura 2 muestra la gráfica de comparación en el sistema digestivo y en la BTP; La Figura 3 muestra una gráfica de la reacción química en la BTP-I; La Figura 4 muestra la vista superior de un sistema para el tratamiento biológico de B que incluye MSW de acuerdo a la presente invención; La Figura 5 muestra la vista lateral de la Figura 3; y La Figura 6 muestra una vista agrandada de la planta I, II y III del tratamiento biológico del sistema de la presente invención.
La Figura 7 muestra una modalidad de la planta de Tratamiento Biológico (BTP) de la Figura 6.
Descripción Detallada de la Presente Invención Se logran los objetos anteriores de la invención y mediante la presente invención como se describe más adelante en la modalidad preferida se superan los problemas e inconvenientes asociado con las técnicas y planteamientos de la técnica anterior. r Con referencia las Figura 5 y 6 se muestran varias vistas del sistema para el tratamiento biológico de desperdicio biodegradable (referido en la presente como BW) que incluye desperdicios sólido municipal biodegradable. El sistema incluye una plataforma de carga (20) , al menos una banda transportadora, la figura 4 se muestra para incluir dos bandas transportadoras (26) , una cámara de imán (30) , al menos un separador, en la figura 4 se muestra para incluir un separador (32) , y el primer tanque de almacenamiento (28) . La plataforma de carga (20) se proporciona para cargar el desperdicio sólido mezclado (referido en la presente más adelante como S ) recolectado de varias fuentes. En general el SW se recolecta de varias áreas de la ciudad en varios recipientes y se carga al sitio del sistema. Las bandas transportadoras (26) son capaces de transportar el SW desde la plataforma de carga (20) . La cámara de imán (30) se proporciona cerca de la plataforma de carga (20) . Las bandas transportadoras (26) con el SW se hacen pasar a través de la cámara de imán (30) para separar la parte metálica del SW. La cámara de imán (30) se proporciona con imanes fuerte, que son capaces de atraer metales. El separador (32) provisto cerca de la cámara de imán (30) . El desperdicio inorgánico reciclable se separa del SW en el separador (32) . En una modalidad, la separación se hace manualmente al destinar un grupo de personas para separar el material, tal como madera, plástico, partículas pequeñas, ropa, papel y similar. En otra modalidad, la separación se hace automáticamente, al usar tecnología robótica. Adicionalmente , el primer tanque de almacenamiento (28) se proporciona cerca del separador (32) . El primer tanque de almacenamiento (28) recibe BW segregado del SW. Esta conformación también se puede instalar en varios lugares incluyendo aquella de la sociedad urbanizada para procesar el BW.
El sistema también incluye un tanque de tratamiento primario (2), un segundo tanque de almacenamiento (6) , un tercer tanque de almacenamiento (6a) , al menos una Planta I de Tratamiento Biológico (8) (Plata de Tratamiento Biológico referida más adelante en la presente como BTP) las figuras 4 y 5 se muestran con cuatro BTP I (8) , al menos una BTP II (9) , las figuras 4 y 5 se muestran con cuatro BTP II (9) , BTP III (10) , y un colector de gas (11) . Los elementos mencionados anteriormente del sistema se pueden configurar en lugares remotos lejos de la urbanización. El SW segregado del primer tanque de almacenamiento (28) que se localiza en varios lugares se recolecta en un punto para procesamiento adicional .
El tanque de tratamiento primario (2) recibe el BW segregado del SW del primer tanque de almacenamiento (28) .
El tanque de tratamiento primario (2) es capaz de separar aceite, grasa, plástico, partículas pequeñas y similares del B . El tanque de tratamiento primario (2) incluye una cámara, y un rotor. La cámara es capaz de recolectar el BW y mezclar el BW con agua caliente que tiene una temperatura en el intervalo de 70°C a 140°C para aniquilar los patógenos. El rotor es capaz de hacer girar/revolver la mezcla de BW con agua caliente. La adición de agua caliente conduce a calentamiento, posteriormente la rotación y posteriormente se permite el asentamiento natural de la mezcla durante horas predeterminadas y el proceso similar se repite al menos dos veces, permitiendo de este modo la separación de otro desperdicio no degradable del BW para formar fango preparado. El agua sobrenadante consiste de desperdicio no degradable, tal como aceite, gras y similares que se separa adicionalmente y purifica en una planta de purificación (4) . La planta de purificación incluye el tanque de agua extraída (4) , un tanque de cloración, el tanque aeróbico (4a) , y un tanque de agua pura (4b) . El fango preparado del tanque del tratamiento primario (2) se seca adicionalmente y se compacta para preparar alimento para herbívoros a bajo costo o alimento para carnívoros y omnívoros que se preparar dependiendo del tipo de BW.
Con referencia nuevamente a las figuras 4 y 5 el sistema incluye el segundo tanque de almacenamiento (6) . El segundo tanque de almacenamiento (6) se coloca adyacente al tanque de tratamiento primario (2) . El segundo tanque de almacenamiento (6) incluye un mecanismo de molienda y trituración para moler y tritura el fango preparado, compactado. El tercer tanque de almacenamiento (6a) se coloca en yuxtaposición al segundo tranque de almacenamiento (6) . El tercer tanque de almacenamiento (6a) es capaz de recolectar y almacenar el fango preparado recibido del segundo tanque de almacenamiento (6) ,a una temperatura que varía entre 30°C a 60°C. Al menos una Planta de Tratamiento Biológico (referida más adelante en la presente como BTP) -I (8) recibe el fango preparado, bombeado del tercer tanque de almacenamiento por medio de una bomba, en donde el fango preparad se trata con un fluido, es decir, fluido nominal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" específicos para formar suspensión espesa tratada en el mismo. Adicionalmente en la BTP I (8) se mantiene una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y PH controlado, predefinido.
La BTP- II (9) está colocada en yuxtaposición a la BTP-I (8) . La BTP-II (9) recibe suspensión espesa tratada de la BTP-I (8) , y se trata con enzimas de o similares al sistema digestivo humano es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares en la misma. Adicionalmente, la BTP -I (8) y la BTP-II (9) se conectan por al menos un elemento de conexión (19) para hacer pasar la suspensión espesa desde la BTP-I (8) a la BTP-II (9) , entre estas tratadas con ácido para aniquilar los microbios de la BTP-I (8) . En una modalidad, el elemento de conexión (19) es un tubo hueco o un tubo o pasaje. Adicionalmente , en la BTP-II (9) se mantiene una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y PH controlado, predefinido.
La BTP-III (10) se coloca en yuxtaposición a la BTP-II (9) y la BTP-I (8) . Adicionalmente, en la BTP-III (10) se mantiene una condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y PH controlado, predefinido.
La BTP-III (10) es capaz de mantener condiciones anaeróbicas para tratar la suspensión espesa tratada con bacterias termófilas en la misma recibidas de la BTP-II (9) . Al tratar la suspensión espesa en BTP-I (8) , BTP-II (9) , y BTP-III (10) , el fango preparado se convierte en fertilizante biológico rico y gas metano se libera el cual se recolecta en una cámara colectora (11) . En otra modalidad, la BTP-I (8), BTP-II (9), y BTP-III (10) incluyen una pluralidad de paredes deflectoras (17) para asegurar el flujo continuo del BW en las mismas. Las BTP-I (8), BTP-II (9) , y BTP-III (10) también incluye rociadores (15) para rociar todo el material de tratamiento respectivo de la respectiva BTP. Los rociadores (15) aseguran el mezclado apropiado de la BW con todo el material de tratamiento respectivo. Adicionalmente , se proporciona un tubo de escape (23) en el colector de gas (11) para quemar el metano de ahí .
La presente invención también incluye un método para el tratamiento biológico de BW biodegradable que incluye desperdicio sólido municipal. El método incluye los pasos de cargar el SW en la banda transportadora (26) .
Adicionalmente, se hace pasar la banda transportadora (26) que contiene el SW a través de imanes en la cámara de imanes (30) para separar las partes metálicas del SW.
Adicionalmente, se hace pasar la banda transportadora (26) que contiene el SW a través de al menos un separador (32). El desperdicio inorgánico reciclable se separa del SW para formar el BW.
Posteriormente, el BW segregado se recolecta en un primer tanque de almacenamiento tanque (28) .
Adicionalmente, tratar el BW del primer tanque de almacenamiento (28) en el tanque de tratamiento primario (2) . El BW se mezcla con el agua caliente que tiene una temperatura en el intervalo de 70°C a 140C° para aniquilar patógenos y posteriormente hacer girar y posteriormente permitir el asentamiento natural de la mezcla durante horas predeterminadas y el proceso similar se repite al menos dos veces, permitiendo de este modo la separación de otro desperdicio no degradable del BW- para formar fango preparado. El sobrenadante separado y el agua extraída se purifican en una planta de tratamiento de agua como se explica anteriormente.
Posteriormente, después de- la compactación y deshidratación, moler y triturar el fango preparado en un segundo tanque de almacenamiento (6) para incrementar el área superficial al recibir el tamaño de las partículas del fango del mismo.
Adicionalmente, el fango preparado se almacena en el tercer tanque de almacenamiento (6a) a una temperatura que varía entre 30°C a 60°C y el fango preparado se bombea y se trata en al menos una BTP-I (8) , BTP II (9) y BTP III (10) como se menciona anteriormente.
Adicionalmente, se proporciona un tanque de almacenamiento subterráneo (16) para recolectar el agua purificada del tanque de purificación y suministra al tanque de tratamiento primario (2) que se puede usar según el requisito del sistema. En una modalidad, el sistema incluye el almacenamiento de fertilizante líquido y sólido (12) y una plataforma de carga para los fertilizantes envasados (14) . El sistema también incluye un tanque de lavado (18) para clasificar el material reciclado separado del separador .
En una modalidad, se proporcionan un impulsor y un rotor en la Planta I de Tratamiento Biológico (8) , Planta II de Tratamiento Biológico II (9) , y Planta III de Tratamiento Biológico III (10) . El impulsor introduce ondas en la dirección hacia adelante y el rotor mejora el mezclado apropiado del fluido ruminal o las enzimas en la suspensión espesa preparada.
La Figura 7 muestra una modalidad de la Planta de Tratamiento Biológico (BTP) de la Figura 6. La BTP incluye una cámara que tiene compartimientos que configuran la BTP I (8), BTP-II (9), BTPIII (10), y un colector de gas (11) adecuado para complejos residenciales/comerciales de escala pequeña adicionalmente, se proporciona un tubo de escape (23) en el colector de gas (11) para quemar el metano de ahí .
Se proporciona descripción adicional sólo para una mejor claridad de la materia de la invención: Diseño Básico y Proceso Total de la Planta de Tratamiento Biológico, BTP , para Tratamiento de Desperdicio Biodegradable (BW) Principalmente se está concentrado BW que también incluye materia biodegradable de desperdicio municipal que se tratará en esta BTP Procesos Básicos de la Planta de Tratamiento Biológico, BTP Esto se puede resumir como sigue: La BTP trabaja en dos etapas: En la Etapa I . - Preparación del fango En la Etapa II.- Tratamientos biológicos del fango preparado Etapa I . - Preparación el fango Etapa IA.- Tanque de tratamiento primario / tanque de Preparación de Fango Etapa IB.- Tratamiento de agua extraída Se lleva a cabo la preparación del fango en los siguientes pasos en resumen: a. Separación Manual / Mecánica de residuo Biodegradable (BW) b. Hidrólisis o ablandamiento de residuo biodegradable bajo temperatura controlada. c. Deshidratacion por medio de compactacion y bio-secado mecánico; d. Trituración y molienda para incrementar el área superficial ; e. Almacenamiento del fango preparado bajo temperatura controlada La preparación del fango sirve para los siguientes propósitos : - La hidrólisis o ablandamiento de la materia de desperdicio biodegradable bajo temperatura controlada ayuda a que los tratamientos biológicos lleguen a ser más fáciles y rápidos, puesto que debido a la alta temperatura, el fango actúa como un alimento medio cocido. Los patógenos entonces se aniquilan de forma automática.
Debido a la trituración y molienda de la materia, se incrementa el área superficial de las partículas y de este modo toman lugar las reacciones biológicas al máximo grado posible.
Etapa IA. Detalles de Etapa IA. - Actividad: En la etapa I, se siguen las siguientes actividades en serie: a.- Separación Manual / Mecánica de desperdicio Biodegradable : - El desperdicio sólido mezclado se llevará al sitio de la BTP y se pesará en la plataforma de pesado para propósitos analíticos - El desperdicio sólido mezclado se cargará en la plataforma de carga en la sección de separación manual/mecánica .
- Esto se transporta a la banda transportadora que se está moviendo a muy lenta velocidad.
- Los 10 m iniciales de la banda tendrán imanes de muy alta capacidad para atraer los objetos metálicos aún minúsculos del desperdicio sólido mezclado en la banda transportadora .
Recogedores de harapos separarán manualmente todos los otros tipos de desperdicio diferente del desperdicio degradable y sólo se permitirá entrar al desperdicio biodegradable al tanque de Almacenamiento Primario de la Etapa I .
- Se debe seguir estrictamente en áreas urbanas el principio de CST (Recolección de Forma Separada-Segregación Estricta-Transporte de forma separada) , dependiendo de las características del desperdicio. b. Hidrólisis o Ablandamiento de Tejido: - El desperdicio biodegradable (BW) del tanque de almacenamiento se transferirá al tanque de tratamiento primario en una base por peso / volumen debido a que el proceso de hidrólisis o ablandamiento de tejido requerirá una cantidad específica de agua bajo temperatura controlada (preferentemente a 100 °C para aniquilar las bacterias patógenas) .
El ablandamiento de tejido y la limpieza del BW al nivel de minutos para tener BW claro se hace con la ayuda de la adición de agua bajo temperatura controlada. El rotor/revolvedor mecánico estará en operación para revolver el volumen completo y esta actividad particular será similar a la acción que toma lugar en cualquier máquina lavadora, después de lo cual se permitirá asentar al volumen completo durante algunas horas designadas. Este proceso se puede ejecutar 2-3 veces dependiendo de las características del residuo, para limpiar y aclarar el desperdicio biodegradable (BW) .
- En este proceso, el aceite, grasa, partículas pequeñas, madera, bolsas de plástico o cualquier otro material que no se espera que entre a la planta de tratamiento flotará en la superficie del agua y se puede separar fácilmente. El agua sobrenadante que contiene aceite, grasa, se recolectará en el tanque de tratamiento de agua y seguirá un proceso separado dé purificación de esta agua extraída. c. Compactación y Deshidratacion: El BW húmedo tendrá mayor volumen debido a su contenido de agua de modo que se someterá a compactación y proceso de bio- secado mecánico para reducir volumen del BW claro. En este proceso por medio de la compactación y biosecado mecánico, se reducirá el volumen total a aproximadamente 60 % de su volumen original. El agua recolectada después de la compactación entrará al tanque de tratamiento de agua y el material relativamente seco estará listo para ser sometido al siguiente proceso de trituración y molienda. d. Proceso de Trituración y Molienda: El material relativamente semi-seco se transportará al piso de trituración y molienda para ser sometido a la actividad de trituración y molienda para incrementar/aumentar al máximo el área superficial de las partículas, para tener partículas de tamaño minúsculo para una operación efectiva de los tratamientos biológicos. En esta etapa el fango se puede llamar "fango preparado" . e. Almacenamiento de Fango Preparado: - Este fango preparado se almacena en el tanque de almacenamiento final de la actividad- de la Etapa I. Este tanque de almacenamiento del fango preparado se mantendrá bajo temperatura controlada por medios mecánicos preferentemente a 40°C para impedir el crecimiento de bacterias patógenas.
- De esta manera, el fango está listo para entrar al tanque de almacenamiento y adiciorialmente en el proceso de la Etapa II, de la planta de tratamiento biológico, es decir, la BTP de Etapa II.
Etapa IB.- Tratamiento de Agua Extraída Toda el agua extraída y separada se almacenará en el Tanque de Tratamiento de agua y "de aquí, después del asentamiento del sobrenadante que tiene aceite y grasa como contenido principal se tomará a un tanque separado para su tratamiento y el agua restante se separará al tratamiento aeróbico por medio de aireación y se tratará con la ayuda de bacterias especificas. El agua aceitosa se tratará de manera separada .
- Durante la sub-actividad (b) y (c) de la Etapa IA, el agua extraída y se parada se liberará del fango y se recolectará en el mismo tanque de tratamiento de agua y se someterá al mismo proceso de tratamiento.
- El agua tratada del tanque se recolectará en el tanque de tratamiento para cloración.
- Se almacenará agua relativamente pura en el tanque de eliminación y estará disponible para eliminación natural y para la recirculación en la misma planta.
Etapa II: Tratamientos Biológicos del Fango Preparado De esta manera, el objeto de la invención es que cuando se colocan todas las reacciones biológicas de la Etapa I y II en serie y se dejan seguir la misma ruta como acciones biológicas naturales, entonces se obtienen fertilizante biológico enriquecido, CH4 es decir, metano, C02, H20, y NH3 como productos finales, del desperdicio biodegradable y esto es el concepto básico de la BTP, es decir, Planta de Tratamiento Biológico. En la BTP el proceso completo está biológica y mecánicamente mejorado para terminar su ciclo completo en el espacio de aproximadamente 24-36 horas.
Los Tratamientos Biológicos de la BTP se llevan a cabo en tres Diferentes Plantas, en base a diferentes principios de los procesos, las plantas se llaman: 1. Planta I de Tratamiento Biológico; BTP I 2. Planta II de Tratamiento Biológico, BTP II 3. Planta III de Tratamiento Biológico, BTP III De esta manera, la combinación de procesos biológicos al usar "Fluido" , es decir, fluido Ruminal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar" este, con "Microbios" específicos, "Enzimas" específicas de o similares al sistema digestivo, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y ácidos biliares, la digestión anaeróbica por bacilos termófilos, todo en serie para tratar el desperdicio biodegradable (BW) , son los procesos básicos comprendidos en esta planta de tratamiento biológico, es decir, BTP, en BTP I, II, III de esta y esto es el objetivo principal de la invención de la BTP.
La otra novedad y objeto de la invención de este proceso es que se pueden usar diferentes "módulos" de esta cadena/serie de procesos ya sea de manera individual o en combinaciones variables de acuerdo a los ingredientes de entrada del BW y la necesidad de acción de cualquier módulo. Materiales Principales Usados en la BTP I, II, III I) Para completar esta serie/cadena de procesos de forma biológica, se usan los siguientes materiales bajo condiciones anaeróbicas, temperatura controlada, y PH específico, en diferentes tanques de BTP: 1) En BTP I: El "Fluido" es decir, fluido Ruminal del rumen de la vaca, o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" específicos, se usa. 2) En la BTP II.- Se usan "Enzimas" de o similares al sistema digestivo humano, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares. 3) En BTP III.- Se usan "bacilos termófilos" . Se pueden hacer diferentes combinaciones de todas las bacterias de acuerdo a los requisitos del proceso.
Las Funciones Principales y Finalidades de la BTP I, II y III BTP I En esta planta con la ayuda de acciones biológicas de "Fluido" , "microbios" , los carbohidratos difíciles y complejos del material vegetal se tratan de forma completa, y se convierten a metano, C02 , y H20 directamente, las proteínas de todos los tipos se convierten a amoníaco directamente y los lípidos también se convierten a CH4 , C02 y H20. Estas reacciones se presentan' en un intervalo muy corto de tiempo, es decir, sólo en 6-12 horas. En ninguno de los tratamientos existentes para desperdicio biodegradable, se presentan en estas reacciones rápidas y completas.
BTP II Esta planta se requiere principalmente para el tratamiento de materia biodegradable, no tratada, restante de origen animal y los carbohidratos, proteínas, lípidos de los microbios muertos . Se tratan en este tanque para obtener productos finales simples, es decir, glucosa/galactosa, aminoácidos básicos y ácidos grasos en sólo 12-24 horas.
BTP III Hasta ahora todos los tipos de carbohidratos, proteínas y lípidos presentes en cualquier desperdicio biodegradable se tratan y convierten a productos finales, es decir, glucosa/galactosa, aminoácidos básicos y ácidos grasos, en sólo 24-36 horas pero estos productos no se pueden aceptar por las plantas directamente a través del suelo (el tratamiento de bacterias del suelo en los mismos normalmente se necesita) , que es por lo que se necesita la BTP III en la cual por digestión anaerobica con la ayuda de basilos termófilos, los productos finales producidos son fertilizante biológica rico, Metano, Amoníaco, C02. Estos productos se aceptan más rápidamente y más fácilmente por las bacterias del suelo, también se reduce el tiempo de procesamiento de las bacterias y entonces estas se absorben por las plantas del suelo o tierra para preparar su alimento y de esta manera finalmente se producen los productos finales necesarios para la etapa III de reciclado de la materia biodegradable.
- De esta manera, la finalidad de BTP I + II + III es tratar el BW de forma completa. El tratamiento se completa en sólo 24-48 horas.
Diferentes Procesos Mecánicos Usados en todas las BTP (BTP- I, II, III) - Plataforma de carga mecánica.
- Banda transportadoras para la segregación del desperdicio sólido mezclado.
EL rotor/revolverdor mecánico estará en operación para revolver el volumen completo, durante el proceso de hidrólisis o ablandamiento de tejido durante la preparación del fango.
- El proceso de compactación y biosecado mecánico para reducir el volumen de BW claro.
• La actividad de trituración y molienda para incrementar/aumentar al máximo el área superficial de las partículas .
- El fango preparado de la Planta de Tratamiento Biológico se adiciona en una base por peso, es decir, Kg / Hr. Dependiendo de la capacidad de la planta, por medio mecánico.
- Antes del tratamiento, esta cámara particular se desoxida mecánicamente puesto que es anaeróbico el proceso completo .
En la BTP I la opcional de las paredes defleetoras y rotador y revolvedor permiten que se mueva hacia arriba la suspensión espesa del fango preparado.
- La BTP II y III se proporcionan con paredes deflectoras para mover hacia arriba una suspensión espesa.
- Todas las BTP tendrán los sistemas mecánicos (rociadores) fijados a los tanques para adicionar (rociar) el "fluido" o "enzimas" o "basilos termófilos" a niveles periódicos según el requisito biológico del fango de los tanques respectivos.
Se proporcionan salidas mecánicamente controladas para cada BTP.
Sumario De esta manera, cualquier planta de procesamiento para el tratamiento de desperdicio biodegradable , BW, diseñada en base a la teoría N2N (Naturaleza a Naturaleza) , que use materiales como se menciona anteriormente y el uso de procesos como se menciona en las BTP tendrá las siguientes ventajas: El proceso completo de tratamiento /biodegradación, se completará en 24-48 horas.
- Conforme se completan los procesos de las BTP (reacciones Biológicas) , no se producen productos medios tratados o peligrosos. Cada producto es útil a ya sea plantas o la naturaleza.
- Debido al término del proceso en este corto intervalo de tiempo, la cantidad de nutrientes que se absorberán de la naturaleza por las plantas en una base diaria se hará recircular a la naturaleza de una manera natural en una base diaria.
- La cantidad completa de gases producidos durante los procesos de BTP se recolectan en las cámaras de recolección puesto que el proceso completo es un recipiente cerrado .
- Tendrá el volumen máximo de CH4 disponible para hacer a la planta auto-disponible, por el uso de metano de diferentes maneras.
- Se obtendrá un fertilizante orgánico ricos en la forma de polvo líquido.
- Estará disponible más tierra puesto que el área desperdiciada en los rellenos sanitarios se ahorrará, de esta manera se incrementará el sumidero de carbono.
Estará ausente la formación de lixiviado que finalmente prevendrá la pérdida de suelo o tierra y recursos hídricos naturales.
- Ayudará en el progreso hacia una ciudad con cero desperdicio y una tierra con cero desperdicio.
- Probará ser útil para reducir el efecto de gases invernadero a largo plazo.
De aquí en adelante "Tanque" significa los recipientes usados en todos los procesos de la BTP Planta I de Tratamiento Biológico, Tanque I (BTPI -Tanque- I ) : Aspectos Generales Substrato Usado en BTPI, Tanque I - El fango preparado vendrá en ese tanque para tratamiento biológico.
- El fango preparado de esta manera es el material orgánico biodegradable que consiste dé un tipo mezclado de constituyentes tanto de origen vegetal como animal que incluye MSW biodegradable.
- De esta manera, finalmente, este fango preparado consistirá principalmente de carbohidratos, proteínas y lípidos, no importa cuál pueda ser su fuente.
Aspectos Básicos de la BTP I, Tanque- I Este será un tanque cerrado, creando de este modo un ambiente estrictamente anaeróbico.
- El PH de este tanque será de - 5.5 - 6.5.
- La temperatura se controlará alrededor de 37 - 40°C.
- El ingrediente se adicionará de manera uniforme y periódica según la necesidad biológica, por medios mecánicos.
Se proporcionan paredes deflectores en ese tanque y son de un diseño tal para actuar, similar a los movimientos del estómago, para el mezclado apropiado del fango y para asegurar el proceso.
Material Biológico Usado en la BTP I, Tanque- I El material usado en este tanque es fluido Ruminal de vaca o "Fluido" similar al fluido Ruminal de vaca se llamará "Fluido" de aquí en adelante) , que contiene "microbios" .
- El "Fluido" usado en este tanque contienen millones de microbios (1012) , de aproximadamente 200 especies, muchas de la cuales tienen la capacidad de multiplicarse cada 13 minutos, que actúan de manera continua en varios constituyentes alimenticios.
- Los "Microbios" de este "Fluido" (se llamaran "Microbios" de aquí en adelante) son obligatoriamente anaeróbicos, necesitan dióxido de carbono, nitrógeno, sodio y VFA para crecer y PH de aproximadamente 5.5-6.5, y temperatura de 37-40°C.
-Los "Microbio" de este "Fluido" son bacterias, protozoarios , hongos, arqueas y virus,. Las bacterias junto con los protozoarios son los microbios predominantes y en masa las bacterias dan cuenta de 60 % de la materia microbiana total .
- Los microbios que están presentes en el fluido completan su ciclo de acción en aproximadamente 6 a 8 horas. Acciones Biológicas que Toman Lugar en BTP I, Tanque I: I . Acciones Biológicas que Toman Lugar en BTP I : - Los millones de "Microbios" de este "Fluido" , empiezan su acción en todos los constituyentes alimenticios, con sus varias enzimas, millones de microbios descomponiendo los constituyentes de materia, es decir, carbohidratos, proteínas, lípidos en sus formas más simples. Se produce metano durante el proceso. (85 % del metano se forma de materia orgánica) .
- Las pocas especialidades de los microbios son: Convierten los carbohidratos alimenticios más difíciles tal como celulosa, hemi-celulosa, xilosa, peptina, y gomas desde formas complicadas a' formas más simples. Completan aproximadamente 70 % de la digestión de celulosa. También digieren lignina. (No es un carbohidrato, pero es el componente principal de muchas paredes de células vegetales (madera, cáscaras, henos demasiado duros de paja, etc.), y de une a celulosa y hemicelulosa, debido a la lignificación, las células/fibras vegetales llegan a ser fuertes y resistentes. Es indigerible y de esta manera no permite la digestión de celulosa y hemicelulosa) .
Actúan en todos los tipos de proteínas, nitrógeno no de proteína (NPN) y en algún grado en lípidos, lípidos vegetales. Los microbios segregan varios tipos de enzimas que son capaces de actuar en todos los tipos de componentes alimenticios, como se menciona anteriormente. Pueden sintetizar NPN (urea, amoniaco), aminoácidos, y pocas vitaminas tal como vitamina B12.
- Los "Microbios" son de varios tipos, y realizan diferentes acciones. Los pocos microbios principales y sus funciones son como sigue : - Bacterias que digieren fibra (o celulolítica) : actúan en celulosa, hemicelulosa y peptina. Las digieren y producen ácido acético (acetato) , ácido butírico (butirato) , ácido propiónico (propionato) , hidrógeno y C02.
Bacterias que digieren almidón y azúcar (o Amilolítica) : Actúan principalmente en Azúcar, Almidón, Péptidos, Aminoácidos y por Fermentación Producen Propionato, Butirato, Acetato, Lactato, Hidrógeno (H2) , Dióxido De Carbono (C02) Bacterias que usan lactato: usan el lactato producido - Bacterias que usan hidrógeno (o Metanogénica) usan dióxido de carbono e hidrógeno y producen Metano - Protozoarios de rumen: Como otros microbios, y degradan y digieren los carbohidratos alimenticios, especialmente almidón y azúcares y proteína. Los protozoarios de rumen producen productos finales de fermentación similares a aquellos producidos por las bacterias, particularmente acetato, butirato, propionato e hidrógeno .
- Hongos de rumen: hidrolizan algunos enlaces de éster entre lignina y hemicelulosa , y/o ayudan a romperlos, haciendo a la celulosa, hemicelulosa, disponible para tratamiento .
- Arqueas de rumen: Son principalmente metanogenos y producen metanos. La mayoría del hidrógeno producido por bacterias, protozoarios y hongos se usa por estos metanogenos para reducir dióxido de carbono a metano. Las arqueabacterias consumen los subproductos, acetato, H2 y C02 y producen metano. Los metanógenos presentes en el "Fluido" junto con otros microbios digieren celulosa y producen metano (pueden producir hasta 400-600 litros de CH4/día, de aproximadamente 40 kg de materia orgánica) .
II. Detalles Acerca de los Procesos de Descomposición de Diferentes Componentes Alimenticios , es decir, Carbohidratos, Proteínas y Lípidos en la BTP I son como sigue : Componentes alimenticios básicos del sustrato: cualquiera que pueda ser su fuente son: - Carbohidratos: todos los tipos de carbohidratos, es decir, estructurales (hemicelulosa, celulosa) , no estructurales (almidón, dextrina, amilosa, amilopeptina) , todos los tipos de azúcares (maltosa, sacarosa, lactosa, celobiosa, glicógeno, mucopolisacáridos , etc.), carbohidratos complejos (xilosa, peptina, goma) , quitina, lignina, etc.
- Compuestos que contienen nitrógeno: proteína. -Todos los tipos de proteínas, péptidos y aminoácidos, simples, conjugados y derivados Lípidos.- simples (triacilglicerol) , que se encuentran en grasa y aceites dietéticos, ácidos grasos, colesterol, fosfolípidos , lípidos vegetales.
- Compuestos de nitrógeno no de proteína: urea, amoniaco .
- Minerales y vitaminas .
De esta manera, una amplia variedad de materia orgánica presente en el desperdicio biodegradable se procesa aquí .
III. Tres Tipos de Procesos Biológicos se Presentan en BTP I , Tanque I a) Hidrólisis.- las enzimas microbianas (celulosa, hemicelulosas , proteasa, lipasas, etc.), actúan en todos los tipos de carbohidratos, proteínas, lípidos, compuestos de nitrógeno no de proteína y los enlaces entre los polímeros grandes se rompen y se forman monómero simples. b) Fermentación anaeróbica Azúcares . - muchas bacterias en el "Fluido" , pueden fermentar azúcar (glucosa) a ácido acético directamente sin usar etanol como un compuesto intermedio o a VFA (ácidos grasos volátiles) .
Las proteínas (aminoácidos) se fermentan a amoniaco, el glicerol (lípido) se fermenta a VFA, el H2 y C02 formados durante el proceso también se convierten a ácido acético.
Las reacciones principales de fermentación por los microbios anaeróbicos son como sigue: A partir de azúcar.- se forma directamente ácido acético: (C6H1206 = 3CH3COOH directamente) A partir de azúcar.- se forman los VFA, que entonces se convierten a ácido acético.
El C02 , H2 formados durante el proceso también se convierten a ácido acético [2C02 + 4H2 = CH3C00H (ácido acético) + 2H20] c) Metanogénesis . - Las bacterias metanogénicas (metanógenos) presentes en el "Fluido", convierten ácido acético en metano. Usan hidrógeno y dióxido de carbono (H2 y CxdD02) para producir metano, disminuyendo de este modo la cantidad de gas hidrógeno, que se forma durante todas las reacciones anteriores en el tanque.
[La mutanogénesis se presenta como sigue C02 + 4H2 = CH4 + 2H20 CH3C00H = CH4 + C02] IV. Procesos Biológicos en Detalle en BTPI, Tanque I IVA.- Descomposición de Carbohidratos: Proceso detallado - Todos los tipos de carbohidratos se hidrolizan a glucosa y azúcares simples por enzimas microbianas.
- La fibra que es un carbohidrato complejo está compuesta de celulosa, hemicelulosa y lignina, peptina, las gomas se digieren fácilmente, y la lignina que es resistente también se digiere .
Las enzimas microbianas tal como celulosa, hemicelulosas , etc., actúan en todos los tipos de enlaces en los carbohidratos, es decir oc-1-4/1-6, ß-1-6 etc., y descomponen los polímeros a monómeros . Aún los enlaces de éster de la lignina también se hidrolizan por hongos presentes en el "fluido" - La glucosa y los azúcares simples entonces se transportan en los microbios.
- Inmediatamente después de la formación, se fermentan glucosa y azúcares a ácidos grasos volátiles (VFA) , es decir, ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, y en algún grado a ácido láctico, es ácido butírico e isovalérico, o se convierten directamente a ácido acético. Los VFA se convierten adicionalmente a ácido acético (todo en la presencia de amoniaco (NH3) y vitamina B12) .
- También se forman H2 y C02 durante el proceso.
- A partir de H2 y C02 , las bacterias que usan hidrógeno, por fermentación, forman metano [4H2+C02=CH4+2H20] .
- Los metanógenos en el "Fluido" ; forman ácido acético y ácido fórmico. De ambos, los ácidos y H20, C02 , forman CH4, es decir, metano.
[CH3COOH (Ácido Acético) =CH4+C02] [HCCOH (ácido fórmico) = C02 + H2] [4H2 + C02 = CH4+2H20] IV B.- Descomposición de Proteínas: Proceso Detallado - Todos los tipos de proteínas y compuestos de NPN se hidrolizan a péptidos y aminoácidos por enzimas microbianas proteolíticas , los enlaces de polipéptido se rompen y se forman aminoácidos libres.
- Por fermentación microbiana, se descomponen los amoniaco, metano, C02 y aminoácidos simples.
- Los péptidos, aminoácidos, amoniaco y otras fuentes de nitrógeno en el fango también se pueden usar directamente por los microbios sin hidrólisis.
- El amoniaco formado se usa adicionalmente por los microbios para formar su proteína corporal, es decir, aminoácidos, que compone los aminoácidos no esenciales y esenciales. Se usa aproximadamente 60 % de la proteína en la forma de amoniaco por los microbios.
- Los microbios también liberan la enzima "ureasa" que convierte urea a amoniaco [urea = NH3 + C02] - De esta manera a partir de cada tipo de alimentación de nitrógeno (aminoácidos, amidas, urea y NPN) . Finalmente se produce amoniaco con la ayuda de varias enzimas microbianas.
IV C. Descomposición de Lípidos : Proceso Detallado - Los lípidos de origen animal son grasas (sólidas) y aquellos de origen vegetal son aceites vegetales (líquidos) . 80 % de la grasa son TAG (triacilglicerol) .
- Los microbios del "Fluido", actúan en el lípido en tres pasos. 1.- Hidrólisis.- durante la cual a partir de TAG se forman ácidos grasos . 2. - Por hidrogenación . - los ácidos grasos insaturados se convierten a ácidos grasos saturados (es decir, ácidos grasos sin enlace) , por la enzima microbiana "hidrogenizan" , en condición anaeróbica. 3. - Fermentación.- los "Microbios" fermentan glicerol, galactosa a VFA por y entonces se convierten a ácido acético.
De esta manera: - Se hidrolizan los TAG a glicerol y ácidos grasos. Los ácidos grasos por acción microbiana se saturan y entonces se fermentan a VFA y ácidos grasos de cadena corta.
- De esta manera finalmente, el Ácido Propiónico, Ácido Acético, Ácido Butírico (VFA) se convierten a Ácido acético.
La mayoría de los lípidos presentes en las plantas son galactolípidos , que tienen enlaces de glicerol-azúcar como enlace de azúcar beta-galactosídico . Los microbios contienen la enzima "galactosidasas" , que descompone (hidroliza) los galactolípidos en glicerol y galatosa que se fermentan adicionalmente a VFA (glicerol, principalmente ácido propiónico y galactosa principalmente a ácido acético y butírico) .
- Por metanogénesis , se convierte ácido acético a metano y C02.
Los ácidos grasos de cadena larga no están actuando ni se transfieren a BTP, Tanque II - Los lípidos se descomponen parcialmente en este tanque .
- Vitaminas: los microbios sintetizan muchas vitaminas tal como vitamina B12, que son útiles a sus actividades metabólicas .
- Minerales: Los minerales se absorben por los microbios .
Los Productos Finales de BTP I son: Después de la descomposición de los carbohidratos, proteínas, lípidos presentes en la materia orgánica biodegradable de BW, por la acción de los microbios, se producen Ácido Acético, VFA, Aminoácidos, Amoniaco, Metano y C02 , Agua y biomasa enriquecida. Entonces se convierten los VFA a ácido acético, en tanto que los aminoácidos se convierten a amoniaco.
De esta manera, el Amoniaco, Metano, C02 , agua y biomasa enriquecida son los productos Finales de BTP I, Tanque I.
El proceso biológico real de BTP I es como se muestra en la figura 3.
Ruta Intermedia - Se deja que el fango tratado del BTP I, Tanque I entre a través de esta ruta antes de entrar al tanque de BTP II .
- Se usan rociadores mecánicos para producir Plácido.
- Los "Microbios" mueren si se exponen a PH ácido de aproximadamente 2-2.5 (u Oxígeno) .
De esta manera, el PH del fango se hace ácido en esta ruta intermedia, de modo que la vida microbiana llega a si fin. Esto se hace debido a que les microbios no tienen ningún papel principal que jugar en el proceso adicional, es decir, en la BTP II, Tanque II.
- Después de la muerte microbiana, el desecho muerto de la masa microbiana contiene 40-50 % de proteínas crudas que es más de 70 % digerible que cuando pasa a la BTP II, Tanque II, se tratará como proteínas y se descompondrá adicionalmente .
- Los lipidos microbianos de los microbios muertos que van a BTP II, Tanque II contendrán aproximadamente 70 % de ácidos grasos libres (FFA) y 30 % de fosfolípodos .
Con referencia a la Figura 1 y 2. - Tratamiento Biológico de Planta II-Tanque II (BTP II, Tanque II) Sustrato usado: Fango tratado de la BTPI, Tanque I después de su paso a través de la ruta intermedia viene de este tanque.
En esta BTP II, Tanque II, las acciones biológicas de las Enzimas del Sistema Digestivo Humano o similar a estas, continúan descomposiciones adicionales de los constituyentes alimenticios, formados en el tanque previo y aquellos que permanecen sin tratar en; el tanque previo (es decir, lípidos, proteínas de origen animal y constituyentes de masa bacteria) .
Principios Básicos del Tanque: Este será un tanque cerrado, creando de este modo un ambiente anaeróbico.
- El PH de este tanque será PH alcalino (7.1-8.2). - La temperatura se controlará alrededor de 37- 40°C.
- En la BTP II, Tanque 11^ se proporcionan las paredes deflectoras para tener el mismo efecto como aquella de los movimientos del intestino para el mezclado apropiado y para acelerar el proceso.
- Los ingredientes se adicionan uniformemente de forma periódica con la ayuda del sistema de rociadores según la necesidad biológica, por medios mecánicos.
Los ingredientes adicionados a este tanque son "Enzimas" de o similares al sistema digestivo humano, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares (se llamará "Enzimas" de aquí en adelante) Las acciones biológicas que toman lugar en la BTP II : I . - En este tanque biológico, principalmente los lípidos y proteínas de origen animal y los contenidos del tanque previo que se necesitan descomponer adicionalmente (es decir, contenido de proteína ' y lípidos de masa microbiana muerta) se tratan.
- En esta BTP II, Tanque II, todas las enzimas, es decir, enzimas pancreáticas humanas, enzimas del intestino delgado y enzimas biliares y/o similares, es decir, "Enzimas" se adicionan y actúan conjuntamente en diferentes constituyentes presentes en el tanque.
- Estas "Enzimas" son capaces de descomponer todos los componentes alimenticios completamente a las formas más simples .
- Sólo la celulosa, hemicelulosa, xilosa, etc., no se pueden descomponer por estas que ya se tratan por "Microbios" del "Fluido" en la BTP I, Tanque I.
II. Procesos Biológicos en Detalle en la BTP II: Detalles acerca de los procesos de descomposición de diferentes componentes alimenticios, es decir, proteínas, carbohidratos y lípidos son como sigue: Las "Enzimas" tal como enzimas pancreáticas e intestinales actúan en el sustrato. Son un grupo de muchos tipos de enzimas, cada una o muchas de ellas se asignan para la descomposición de componentes específicos o productos intermedios de componentes alimenticios.
II A.- Descomposición de Proteínas en BTP II, Tanque II , en detalle : Todas las proteínas son polímeros de aminoácidos, enlazadas entre sí por un "enlace peptídico" , los aminoácidos son un compuesto que contiene dos grupos funcionales, es decir, grupos amino (NH2) y carboxilo (COOH) . Durante el tratamiento, los enlaces peptídicos se descomponen convirtiendo los polipéptidos primeros a péptidos inferiores y finalmente aminoácidos.
Las "Enzimas" comprendidas en este proceso son un grupo de enzimas como sigue: - La pepsina descompone los enlaces peptídicos.
Proteasas pancreáticas: Quimiotripsina, carboxipeptidasas y elaptasas que se activan por tripsina. 1.- La tripsina, quimiotripsina y elastasas son endopeptidasas , que descomponen los enlaces peptídicos internos . 2-. Las carboxipeptidasas son hexopeptidasas que actúan en la terminal COOH del Aminoácido (A.A) .
- Enzimas del intestino delgado.- Enteropeptidasa, Aminopeptidasas, Dipeptidasas , Nucleasas/Polinucleotidasa, Nucleotidasa , Nucleosidasa .
Las acciones agregadas de diferentes enzimas son: - Tripsina y Quimiotripsina, Carboxi peptidasas de enzimas pancreáticas, Aminopeptidasa, Dipeptidasas de enzimas del intestino delgado y pepsina convierten polipéptidos primero a péptidos inferiores y finalmente a aminoácidos.
- La acción combinada de proteasas pancreáticas da por resultado la formación de aminoácidos libres y pequeños péptidos con 2-8 aminoácidos.
Todas las enzimas del intestino delgado se tratan posteriormente bajo las siguientes acciones: - La Ribonucleasa y Desoxiribonucleasa convierte en el ADN y el AR a Nucleótidos.
- La polinucleotidasa convierte ácido nuicleico a nucleótidos .
- Las nucleotidasas convierten los nucleótidos a nucleósidos - Las nucleosidasas convierten los nucleósidos a las bases de pentosa, purina y pirimidina.
II B.- Descomposición de Carbohidratos en BTB II, Tanque II, en Detalle: Los carbohidratos en este tanque serán Monosacáridos , S (por ejemplo, glucosa, galactosa, fructuosa, xilosa, mañosa, etc., de entre los MS tal como xilosa no se pueden digerir por las "Enzimas") .
Disacáridos, DS, constituidos de 2 MS (por ejemplo, maltosa, sacarosa, lactosa, celobiosa, etc., entre los cuales las "Enzimas" no pueden digerir celobiosa) .
- Oligosacáridos , constituidos de 2-MS.
Polisacáridos PS constituidos de unidades de repetición de MS mantenidas por enlaces glicosídicos que son enlaces a o ß 1-4 o 1-6 (por ejemplo, almidón [que está constituido de amilosa y amilopeptina, dextrina e isomaltasa son productos de descomposición de almidón] , glicógeno, celulosa, etc., de entre los cuales las "Enzimas" no pueden digerir celulosa) .
Las "Enzimas" comprendidas en este proceso son un grupo de enzimas como sigue: Las enzimas pancreáticas y del intestino delgado contienen enzimas que pueden digerir la mayoría de los carbohidratos. Cada enzima es específica del producto.
- Las enzimas son: 1.- Amilasa Pancreática.- La amilasa pancreática actúa específicamente en enlaces al-4-glicosídicos de los polisacáridos tal como almidón y glicógeno .
- Oligosacaridasas . - por ejemplo, a-glucoamilasa que actúa en amilosa.
- Disacaridasas , por ejemplo, maltasa, sucrasa, lactasa que actúan en maltosa, sucrosa, lactosa, respectivamente .
Las acciones agregadas de las diferentes enzimas son : - De esta manera, las enzimas pancreáticas y del intestino delgado convierten: - Polisacáridos (Almidón, Glicógeno) a Disacáridos (Maltosa, sucrosa, isomaltosa) y Oligosacáridos , que finalmente se convierten a monosacáridos, es decir, glucosa, fructosa y galactosa. - altasa.- convierte maltosa a glucosa - Sucrasa.- convierte sucrosa a glucosa - Lactasa . - convierte lactosa a glucosa, galactosa II C- Descomposición de Lípidos en BTP II, Tanque II, en Detalle Los lípidos son sustancias orgánicas, relativamente insolubles en agua y son Esteres de ácidos grasos. Los lípidos presentes en el tanque son similares a grasa dietética de los cual la mayoría es Triaceil-glicerol (90 %) y Fosfolípido, Colesterol, Esteres de Coesterilo, Ácidos grasos libres (todo en 10 %) .
Los lípidos sin insolubles en agua en tanto que las enzimas son solubles, que es el problema en su proceso de descomposición. Lo que se supera por: Emulsionamiento . -Por sales biliales, que incrementa el área superficial de acción y disminuye la tensión superficial, de este modo se presenta la dispersión de lípidos, la formación de micelas ayuda a la acción de la lipasa en los lípidos.
Las enzimas comprendías en la descomposición de lípidos son: - Lipasa Pancreática, Colesteril-Éster-Hidrolasa, Fosfolipasa A2 Finalmente, las acciones agregadas de las diferentes enzimas son: - Lipasa Pancreática.- Actúa en TriaceilGlicerol (TAG) , colesterol y fosfolípidos . Las cadenas largas de lípidos con más de 10 carbonos se rompen probablemente produciendo monoaceil -glicerol y ácido graso libre (FFA) .
-Lipasa convierte Tricilglicerol a Ácidos grasos a mono- y diacil -glicerol y glicerol.
- Colesteril -Éster-Hidrolasa . - convierte colesteril-éster a colesterol.
- Fosfolipasa A2. - convierte fosfolípidos a ácidos grasos (FA) + glicerol + ácido fosfórico + colina.
Acción de Bilis: Las sales biliales emulsionan la grasa Productos finales en BTP II, Tanque II De esta manera, los productos finales de todos los componentes alimenticios anteriores, después de ir a través de las diferentes cadenas de descomposición son: - Carbohidratos junto con glucosa se convierten finalmente a glucosa.
Las proteínas se convierten finalmente a aminoácidos .
- Los lípidos se convierten finalmente a ácidos grasos y glicerol.
- De esta manera las formas complejas de todos los componentes se rompen completamente en su forma más simple en esta BTP II, Tanque II.
Tablas (1, 2, y 3).- La representación esquemática de la descomposición de carbohidratos, proteínas y lípidos por "Enzimas" de o similares al sistema digestivo humano, es decir, enzimas pancreáticas intestinales y sales biliares en BTP II son como sigue: Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Digestión de lipidos en BTP II, Tanque II - Primero los lipidos se emulsionan con la ayuda de sales biliares - Luego se digieren por "Enzimas" - La mayoría de la grasa contiene tiracilglicerol (90 %) , fosfolípidos , colesterol, ésteres de colesteril, ácidos grasos libres (10 %) Sustrato Enzimas que actúan Productos finales Triacilglicerol Lipasa Pancreática Monoacilglicerol + Ácidos Grasos Libres Fosfolípidos Fosfolipasa A2 Ácido Graso Libre, glicerol Colesteril -Ésteres Colesteril -Esterasa Colesterol + Ácidos Grasos Libres Tratamiento Biológico en Planta III, Tanque III, BTP III, Tanque III, Digestión Anaeróbica Lo básico acerca de la metanogénesis, que toma lugar en este tanque, como parte de uno de los procesos de digestión anaeróbica.
La metanogénesis es el proceso de formación de metano por microbios conocidos como metanógenos en condiciones anaeróbicas . Es uno de los pasos en el proceso de la digestión anaeróbica. En la naturaleza cualquier material biodegradable sufre digestión anaeróbica, pero es un proceso muy lento que toma meses, aún años para la biodegradación . Los metanógenos juegan un papel ecológico vital al remover eficientemente los productos semifinales de descomposición, es decir, hidrógeno, C02 y de esta manera son importantes en el ciclo del carbono.
Sustrato: El fango de BTP II, Tanque II después de su terminación del proceso es un sustrato aquí.
Principios básicos del tanque.
Este será un tanque cerrado, que tiene un ambiente anaeróbico y temperatura controlada (la temperatura se controla/mantiene a 40°C) .
- El tipo específico de Bacterias Termófilas se adicionarán, las que pueden soportar también muy alta temperatura. A la temperatura controlada de 40 °C las Bacterias Termófilas son ocho veces más activas.
En el tanque, las paredes deflectoras se proporcionan para tener el mismo efecto como aquella de movimientos en el intestino para el mezclado apropiado.
El material adicionado de este tanque es bacilus termófilos específicos Las acciones biológicas que toman lugar en BTP II Las Bacterias Termófilas se adicionan para Apresurar el proceso de metanogénesis.
La digestión anaeróbica romperá completamente toda la materia del tanque previo, junto con el material celular de desecho microbianos muertos, si está presente, a metano, agua y biofertilizante enriquecido y removerá cualquier exceso de hidrógeno indeseado producido durante todas las reacciones previas.
- Se recolectará el metano generado durante el proceso de metanogénesis.
Producto final: Biofertilizante enriquecido, metano, NH3 y agua .
El diagrama que explica el " proceso de digestión anaeróbica es como sigue: Tabla 4 Digestión Anaeróbica Hidrólisis Acidogénesis Acetogénesis Metanogénesis La indigestión anaerobica es la serie de procesos en las cuales los microorganismos descomponen material biodegradable en ausencia de oxígeno.
Los productos finales de ' todos los procesos anteriores son de este modo simples se pueden absorber fácilmente en el suelo o tierra a través del fertilizante y se retornan los gases a la atmósfera. Son: Carbohidratos Glucosa Lípidos Ácidos Grasos Proteínas Aminoácidos Productos Finales Son: Fertilizante Biológico rico +CH4+C02+H20+NH3 El tiempo requerido para el proceso completo de BTP, planta de tratamiento biológico: I) Etapa I.- el proceso de preparación de fango. -aproximadamente 24 horas II) Etapa II.- Procesos de tratamiento biológico en el fango preparado BTP I . - 12 horas BTP II.- 12 horas BTP III . - 24 a 48 horas Total.- 48 a 72 horas De esta manera, si las actividades de la Etapa I y Etapa II están en serie en el mismo sitio, el producto final estará disponible en 72 horas y si la actividad de la etapa I está tomando lugar en el centro de recolección entonces el producto final se puede hacer disponible en 48 horas. De esta manera, el proceso completo se puede terminar en 24 horas una vez que se establezca el ciclo completo, entonces el desperdicio biodegradable completo recolectado del punto de recolección de la ciudad se puede convertir en fertilizante biológico natural en 72 horas. Puesto que es un proceso continuo se puede adicionar otro conjunto de fango preparado cada día y se puede obtener cada día la misma cantidad de fertilizante y así sucesivamente.
Los subproductos que se pueden obtener/remover de los varios tanques de BTP son como sigue: - En general: todos los productos intermedios y finales se pueden usar de manera comercial en varias industrias de varias maneras haciendo de este modo al proceso efectivo en el costo.
- Fertilizante: La fertilidad del suelo se mejora debido al uso de productos finales enriquecidos, es decir, fertilizante biológico, rico en valor biológico. Se puede someter a compactación y biosecado para tener el fertilizante orgánico en forma de polvo/gránulo . El fertilizante líquido también se puede preparar.
- Líquido/suspensión espesa/pulpa de BTP I y II: Los nutrientes se pueden extraer de manera separada en la forma de líquido de BTP I y BTP II. Este líquido se puede usar como "líquido bruto" o "pre-producto" para muchos propósitos, en muchos tipos de industria como sigue: Se puede usar para producción o extracción en nutrientes, se puede usar en la producción/industria de cosméticos, en la producción/industria de esencias, en la producción de productos tipo jabón/industria, en la industria de papel y pulpa, en la industria de tintes, en algunas industrias para tratar sus efluentes peligrosos/compuestos intermedios o productos finales, en la preparación de medios de laboratorio, caldos/industria, en industria farmacéutica, como cualquier tipo de alimento para animales, como alimento para ganado, biofertilizantes/industria y en muchas otras industrias. De esta manera, el líquido producidos durante los procesos de BTP I y II tenderá alto valor comercial.
Las sub-plantas que se basan en ya sea una base individual o combinada de BTP I, BTP II y BTP III se pueden instalar para varios propósitos aislados. Estos son como sigue La BTP completa se puede sub-dividir en algunas de las siguientes sub-plantas : I . Planta de alimentación para animales - El fango preparado.- se puede mezclar con heno, o cualquier producto similar, biosecado, compactado y se puede usar como alimento para ganado y otros animales.
- El BW de mercado vegetal o cualquier BW verde se puede usar para preparar alimento para animales herbívoros.
- El BW de matadero se puede' usar para alimento de animales carnívoros y herbívoros o la producción de pedigrí .
II. El BW del mercado de las flores y el mercado de vegetales se puede usar para productos de esencia, cosméticos y farmacéuticos y demás.
III. Uso de líquido bruto.- Los nutrientes se pueden extraer de manera separada en forma líquida a partir de la BTP I y II. Este líquido se puede usar como "líquido bruto" o "pre-producto" para muchos propósitos y en muchos tipos de industrias.
IV. Uso de materiales usados en BTP I, II: El "Fluido" similar al fluido ruminal, que se usa en el tanque, contiene varios tipos, especies y microbios. Las acciones controladas de los microbios específicos en el fango preparado en la BTP I se pueden llevar a cabo para obtener un fango de característica específica, que se puede llamar "líquido bruto", que será útil en muchos tipos de industrias .
V. Plantas de fertilizante.- El producto final del proceso completo y de la BTP II es el fert ilizante/biomasa rica en valor biológico. Puede someterse a compactación y biosecado para tener el fertilizante orgánico en forma de polvo/granular. El fertilizante líquido también se puede preparar. En un país tal como India el contenido de limo depositado en las cuencas y represas de rió cada año es de muy grandes cantidades. Si este bio-fertilizante se mezcla con el limo recolectado y si se rocía sobre cualquier tierra incultivable de alrededor de 1 metro de grueso, entonces esa tierra incultivable se convertirá en tierra fértil durante cientos de años.
Las ventajas de la BTP son como sigue I. Ventajas del Proceso - La BTP se puede llamar como el pionero del "uso de Procesos Naturales, con la ayuda de Materiales Naturales, y procedimientos mecánicos para mejorar el proceso, al tratar completamente el desperdicio biodegradable (BW) , a simples productos finales, fácilmente aceptables en la naturaleza, en un intervalo muy corto de tiempo de 48 a 72 horas; este tiempo es menor en comparación al proceso existente del relleno sanitario o composta.
- Los materiales usados para estos procesos naturales, sus acciones independientes o combinadas se usan en la BTP . Todos los materiales están fácilmente disponibles en el mercado y no son peligrosos. - el proceso total es una cadena fácil de operar por técnicas y tecnologías, y el proceso total una vez establecido correrá por sí mismo aún 24 horas por día y requerirá mínima mano de obra, mínima supervisión y mínimos costos de mantenimiento.
- Los procesos se están presentando ya sea en seria o de forma individual, puesto que la planta completa es de naturaleza modular puede tener varias capacidades dependiendo de los requerimientos. Las varias etapas, independientemente o combinadas, también se pueden llevar a cabo en diferentes ubicaciones lo que proporciona una más alta flexibilidad de operación.
II. Ventajas de materiales de la BTP I y II al hacer variaciones en las mismas o acciones controladas de las mismas : El "Fluido" similar al fluido ruminal, que se usa en la BTP I, (que contiene varios tipos, especies de microbios) y las "Enzimas" usadas en la BTP II son los materiales. Y según el requisito, las acciones controladas de los microbios o enzimas específicas, en el fango preparado se pueden llevar a cabo para obtener un fango de características específicas, que se puede llamar como "líquido bruto", que será útil como: - Como el sustrato para varios medios de cultivo de laboratorio/su industria/adecuados en varios laboratorios químicos/laboratorios de investigación/unidades industriales para tratamiento de efluentes.
- El líquido bruto será altamente útil para varios productos y sus industrias relativas tal como productos cosméticos, productos relacionados a jabón, productos relacionados a esencias, productos/industria de papel y pulpa, etc.
- El líquido bruto puede ser útil para producción de medicinas en la industria farmacéutica.
El líquido bruto se puede usar en productos nutricionales tal como polvo de proteína, vitaminas, etc., después de estrictos tratamientos estériles.
III. Ventajas del Metano : El proceso total es anaeróbico. Puesto que se lleva a cabo en un silo cerrado que recolecta el gas completo generado del proceso. Se puede obtener el análisis volumétrico exacto del gas efluente.
La cantidad de metano producida en el proceso se puede recolectar y medir de forma exacta. Se puede quemar y finalmente el calor generado se puede usar ya sea para correr la planta o para generar electricidad, haciendo de esta manera la planta auto-sostenible . Por tratamientos avanzados se puede usar como gas líquido o combustible en el futuro .
El metano es un potente gas de efecto tipo invernadero que contribuye al Calentamiento Global . Puesto que el metano se recolecta en un recipiente cerrado, se puede reducir su liberación a la atmósfera y de esta manera finalmente la intensidad del calentamiento global . Las autoridades municipales pueden obtener Crédito de Carbón del mismo como un ingreso de entrada adicional.
IV. Ventajas del aspecto financiero de la estructura modular y varias permutaciones para la instalación - Las plantas de pequeño tamaño (1 mt, 3 mt o 5 mt) se pueden trabajar a un muy bajo costo. Aún para las plantas con menor capacidad, la variación adecuada en el diseño del tanque se puede hacer (por ejemplo, se puede preparar un tanque individual con diferentes compartimientos con la ayuda de paredes deflectoras y los diferentes materiales de BTP I, II, III se pueden adicionar a estos compartimientos para obtener las mismas reacciones y productos finales para una planta de escala pequeña) .
Las plantas en varios módulos y de varias capacidades se pueden diseñar (tal como 25 mt/50 mt/70 mt/100 mt) .
De esta manera, la adición del módulo según el requisito es posible, puesto que la planta completa se puede diseñar en etapas y la carga financiera se puede dividir en etapas .
Los procesos se pueden usar en varias ubicaciones, como una totalidad o en módulos, para diferentes propósitos y de capacidades variadas, proporcionando flexibilidad.
- La planta completa se puede diseñar en etapas, es decir, la actividad de la Etapa I se puede diseñar en una muy menor área en varias ubicaciones dentro de la ciudad o fuera de la ciudad, y salvará considerablemente el costo de transporte del gobierno local. Aún el agua extraída se puede tratar en el centro de recolección y el agua purificada se puede usar para limpiar las calles, humectación de la plantación a lo largo de los caminos o para jardines civiles, etc., y el fango preparado se puede transportar al sitio principal de BTP en la ciudad.
- El área de tierra requerida es considerablemente menor aún para una planta grande de modo que es menos el costo de adquisición de terreno.
- El costo de instalación de la planta es muy bajo en comparación a otras plantas que existen en la actualidad.
Un menor costo de operación y de mantenimiento puesto que están fácilmente disponibles los materiales.
- Esto es un proceso continuo y la planta total se puede establecer de una manera tal que corre automáticamente y necesita muy pocos empleados y de esta manera finalmente tendrá un bajo costo administrativo.
El calor total requerido se puede generar de la quema de metano haciendo a la planta auto-sostenible y también puede proporcionar un ingreso adicional a las autoridades locales por medio de crédito de carbono.
Cada subproducto en cada etapa tiene valor comercial .
V. Ventajas Ecológicas - El proceso de la BTP es el primero de su clase, que completa el ciclo ecológico completo de la biomasa dentro del periodo especificado de 48-72 horas, cuando se trate en la BTP. Esto no es posible por ninguno de los métodos actuales aplicados para el tratamiento de desperdicios tal como composta o digestión anaeróbica natural.
- El fertilizante en polvo líquido tiene un alto valor biológico y cuando se mezcla' con la tierra, las bacterias de la tierra o suelo usan la materia orgánica de este, la convierten en nutrientes simples que se aceptan fácilmente por la planta desde la tierra o suelo y se completará el ciclo completo de la biomasa.
- Actualmente la población humana está creciendo en proporciones logarítmicas y se está extrayendo una enorme cantidad de bosque para combustible fósil, plantas/vegetales, como comida para el consumo día a día. Pero no se reemplaza de ninguna forma natural . Para retornar la biomasa a la naturaleza se necesita completar el ciclo de la biomasa en una base diaria. Para lo cual se necesita seguir la ley de procesamiento diario, es decir, la cantidad de nutrientes extraídos de la naturaleza (plantas/vegetales) diariamente, se tiene que poner en equilibrio o retornar a la naturaleza en la forma de nutrientes (por ejemplo, amoniaco, urea, nitrato) en una base diaria y la BTP es el único proceso que será capaz de satisfacer la velocidad de extracción de los nutrientes de la naturaleza.
En la BTP, cada reacción biológica está tomando lugar en una secuencia natural y de maneras naturales; no hay formación de lixiviado en el ' proceso completo o liberación de gases peligrosos o de metano que provoca contaminación del aire.
La liberación de metano en la atmósfera desde los rellenos sanitarios se reduce debido a tratamiento apropiado del BW y a la recolección de metano en un recipiente cerrado. El metano es un potente gas de efecto tipo invernadero, que por absorción de radiación infrarroja solar contribuye al calentamiento global. La* intensidad de lo cual se reduce debido a la BTP de forma indirecta. Si el B se trata apropiadamente como en la BTP, tiene el potencial de reducir la temperatura de la tierra por min 0.25°C en el siglo 21.
- Se evita el desperdicio de tierra. La tierra que se usa para los rellenos sanitaros abiertos no se puede usar durante al menos los siguientes 80 a 100 años.
VI. Las ventajas de las Sub-Plantas son como se Menciona Anteriormente Gráfica de Comparación Entre el Sistema Existente y la BTP La mayoría de los sistemas existentes, para el tratamiento de MSW mezclado, son relleno sanitario o incineración o plantas de tratamiento mecánico-biológico. Lo siguiente es la gráfica de comparación de todos los sellos: Cálculos de diseño de planta: Para la planta de tratamiento biológico (BTP) 1.1 La planta de tratamiento biológico, BTP, se puede diseñar de varios tamaños dependiendo de las varias capacidades según el requisito y en general, la planta se puede hacer disponible en los siguientes tamaños. 1.2 Cálculos Volumétricos Básicos De La Planta Considerando el Desperdicio de Sustrato como MSW - Este proceso completo trabaja estrictamente en base a la segregación de MSW mezclado, en base a las características del MSW. También, la preparación de fango claro que es el requisito principal de los procesos de la planta .
- Cuando se recolecta 1 mt de MSW mezclado en el sitio de BTP, después de la separación manual del desperdicio recolectado, 0.2 mt de MSW es de naturaleza inorgánica reciclable y se puede separar de manera manual.
Los 0.8 mt restantes del MSW, se transportan al tanque de almacenamiento.
Después del proceso de la Etapa I, es decir, la Preparación de Fango en el tanque de tratamiento primario, la cantidad del MSW claro restante es aproximadamente 60 % de 0.8 mt, es decir, aproximadamente 0/5 mt .
De esta manera, el fango preparado real disponible para la BTP será por la cantidad de 0.5 mt y demás. Pero la capacidad de la planta se conocerá por su MS total recolectado, de esta manera para un centro de recolección de 50 mt, el fango preparado real será por la cantidad de 25 mt, pero la planta se conocerá como una planta de 50 mt por día .
I.3 Cálculo de muestra de una planta de 25 mt/día: I . Recolección MSW recolectado, 25 mt = 25000 kg II. Separación manual: Después de la separación manual, el MSW reciclable se transportará a las plantas respectivas y la cantidad restante será de 80 % de (1) 20 mt = 20000 kg.
III. Tanque de tratamiento primario: Después de la Etapa I de Preparación del Fango, 12 mt = 12000kg La cantidad del fango claro será 60 % de (2) De esta manera, la cantidad de fango preparado que se va a someter a la serie de procesos en la BTP será la mitad puesto que en el tiempo de 24 horas puede tener dos Rotaciones del tanque de 12 horas cada, es decir, puede distribuir el fango preparado a 500 kg por hora en la BTP I, Tanque I y por consiguiente tendrá que diseñar la velocidad de la polea para los mismos 6 mt = 6000 kg .
IV. Planta de Tratamiento Biológico I, Tanque I (BTP I, Tanque I ) 1. La admisión de la BTP I, Tanque I se ajusta para 1 mt/hora, es decir, 1000 kg por hora entonces en las 6 horas, la admisión total en el tanque será de 6 mt que tendrá su propio volumen de la siguiente manera. 2. Según las normas, el volumen de 1 CUM del MSW mezclado tiene un peso de 250 kg pero después de la separación manual y después del tratamiento de la Etapa I en el tanque de tratamiento primario, 1 .CUM de volumen tendrá un peso de 500 kg y de esta manera un fango preparado de 6000 kg tendrá un volumen de 12 CUM. 3. En la BTP I, Tanque I, la adición de agua junto con microbios tiene que ser hecha (para tener el efecto salival como en la vaca) . Puesto que se conoce la cantidad de fango preparado en base al peso se puede adicionar "Fluido" , similar al fluido ruminal de la vaca en una base volumétrica para que tenga una utilización máxima de fluido y de esta manera una más alta eficiencia. (De este modo la capacidad requerida para la adición de agua será de 90 litros y 90 litros de fluido ruminal para 30 kg de admisión son el cálculo normal en el sistema digestivo de la vaca) . Así para la admisión de 6000 kg se requerirán 36000 litros o 36 CUM de agua. 4. De esta manera, el requisito volumétrico total de la BTP I, Tanque I, es decir, (2+3) -12+36=48 CUM 5. Tamaño de tanque sugerido.- Cuadrado/Circular 6. Tamaño de tanque proporcionado 7.5 M x 4.50 x 2 = 67.5 CUM 7. El volumen proporcionado es más que el volumen requerido . 8. Este tanque tendrá 12 horas de tiempo de procesamiento. (Los microbios requieren solo 13 minutos para multiplicarse, pero los protozoarios requieren 12 horas a 15 horas para multiplicarse, de modo que el fango estará en la BTP, Tanque I durante 12 horas de esta manera la duración de tiempo será de 12 horas) .
V. Ruta Intermedia 1. Después de 12 horas, este fango volumétrico se hará pasar a la BTP II, Tanque II. Antes de esto, el fango se hace pasar a través de una ruta intermedia con PH ácido de aproximadamente 2-2.5, de modo que llegará a su fin la vida de los microbios. El PH se hace ácido por material apropiado (se puede adicionar en la forma de concentrado) adicionado en una base volumétrica. 2. El PH previamente disminuido se aumenta hacia el lado alcalino (aproximadamente 7-7.2), al adicionar el material apropiado, en una base volumétrica. 3. El tiempo requerido para el proceso es muy corto . 4. El volumen no se altera mayormente.
VI. Planta de Tratamiento Biológico, Tanque II (BTP, Tanque II) 1. En la BTP II, Tanque II, cuando la admisión de 48 CUM está en proceso se tendrá acción enzimática en el fango preparado puesto se pueden rociar enzimas en este fango activado para que tenga utilización máxima y más alta eficiencia de la BTP II, Tanque II. 2. Puesto que en el fango activado, el porcentaje de agua está en el lado más alto de modo que también es posible la adición de enzimas en la forma de concentrados, asi para la BTP, Tanque II, no se hace provisión adicional. El tamaño del tanque se mantiene igual como la BTP I, Tanque I, que será suficiente. 3. El tiempo requerido para el proceso es de 12 horas .
VII. Digestor Anaeróbico, BTP, Tanque III 1. El fango procesado entrará de la BTP II, Tanque III, en la BTP III, Tanque III, para Digestión Anaerobica. Puesto que el fango estará entrando desde los tanques se imagina que completa la digestión anaerobica en la BTP III, y el tiempo requerido es de 24 a 48 horas. De modo que este tanque se ha diseñado en base a los tres tiempos, el volumen requerido de la BTP II. Después de 72 horas, el primer conjunto de volumen se descargará en la forma de fertilizante líquido y un nuevo conjunto de volumen de la BTP II, Tanque II se adicionará al Tanque III. De este modo el volumen mínimo requerido de la BTP Tanque III = 3 x volumen de BTP Tanque II = 3 x 48 CUM = 144 CUM. 2. En la BTP III, Tanque III, no hay adición en base volumétrica desde afuera. Para mejorar el proceso sólo se adicionan las bacterias termófilas en el mismo fango y se mantienen temperatura controlada y PH específico. De este modo no se requiere volumen adicional diferente de la BTP III, Tanque III. 3. De este tanque se hace -fluir hacia fuera el fango en la forma sólida o líquida. El proceso de metanogénesis de digestión anaeróbica es lento de modo que en lugar de 24 horas se tiene que hacer la provisión de 48 horas. En este caso, el tamaño del tanque requerido es 2 veces aquel de lo anterior = 2 x 144 = 288 CUM. 4. Volumen proporcionado para BTP III, Tanque III = 12 m X 12m X 2m = 288 CUM 5. El volumen proporcionado es más que el volumen requerido .
VIII. Tratamiento de Fertilizante: El efluente de la BTP III, Tanque III (si se necesita también se puede extraer de la BTP Tanque II) está en forma líquida o en forma sólida. El fertilizante líquido se someterá a algún procedimiento de refinación y después se envasa en un recipiente de tamaño a granel estará disponible para despacharlo. Si se necesita, el fango procesado que está en condición semisólida y se someterá a un proceso de deshidratación y compactacíon y finalmente la forma en polvo del fertilizante estará disponible para despachar.
IX. El Tanque de Tratamiento Primario en la Etapa I-A 1. En el Tanque de Tratamiento primario, se tienen aproximadamente 6000 kg o 6 mt de fango preparado, es decir, su volumen será 24 CU (es decir, 250 kg/CUM) . 2. El volumen de agua bajo temperatura controlada que se requerirá para la adición se considera como el doble del tamaño, es decir, 2 x 24 = 48 CUM. 3. El volumen requerido del tanque de tratamiento primario = 72 CUM es decir, 24 CUM + 48 CUM. 4. El volumen proporcionado = 22/7 x d x d x ¼ = 22/7 x 12 x 12 x ¾ = 113.14 CUM. 5. El volumen proporcionado es más que el volumen requerido.
X. Tanque de Tratamiento de Agua: 1. El requisito volumétrico del Tanque de agua Extraída. TI será 48 CUM. 2. En el Tanque de Tratamiento de agua TI, es decir, en el agua extraída, la capa superior de aceite y grasa se removerán y se someterán a un proceso separado y el agua restante se someterá a un proceso con bacterias aeróbicas, el proceso de aireación y el proceso de cloración . 3. En el proceso completo de tratamiento de agua contaminada, se sigue la siguiente ruta: a) Tratamiento con bacterias aeróbicas b) Proceso de aireación c) Proceso de cloración 4. De esta manera, cualquiera de los tratamientos no comprende ninguna adición de materiales desde el exterior. De este modo el volumen del tanque de tratamiento de agua T2 y T3 puede ser el mismo como el requerido por TI. 5. El volumen proporcionado en el tanque TI = 5.000 x 6.00 x 2 = 60.00 CUM . El mismo volumen continuará para el Tanque 2 y Tanque 3. Así para la Planta de Tratamiento de agua siempre es más el volumen proporcionado. 1.4 Diagrama de Flujo de Tiempo para la Planta Completa (BTP) : La Gráfica de Tiempo o Gráfica de Barras del proceso completo en la Planta de Tratamiento Biológico se puede dividir en dos partes. Puesto que este proceso completo se puede dividir fácilmente en 2 etapas, es decir, III. - Etapa I.- El proceso de preparación de fango, aproximadamente 24 horas IV. - Etapa II.- Proceso de Tratamiento Biológico en el fango preparado BTP I . - 12 horas BTP II.- 12 horas BTP III . - 24 a 48 horas Total . - 72 horas .
De esta manera, si las actividades de la Etapa I y Etapa II están en serie en el mismo sitio, el producto final estará disponible en 72 horas y si la actividad de la etapa I está tomando lugar en el centro de recolección entonces el producto final se puede hacer disponible en 48 horas. De esta manera, el proceso completo se puede completar en 24 horas y una vez que se establece este ciclo completo, entonces el desperdicio biodegradable completo recolectado del punto de recolección de la ciudad se puede convertir en fertilizante biológico natural en 72 horas. Puesto que es un proceso continuo, se puede adicionar otro conjunto de fango preparado cada día y la misma cantidad de fertilizante se puede obtener cada día y así sucesivamente.
Ej emplo Gases de Efecto Tipo Invernadero, Metano, C02 y Desperdicio Biodegradable (BW) Población mundial (WP) = 600 cr = 60000 lac BW = 500 gm/persona/día como un promedio BW total del mundo = WP*BW per capita = 30000 lac kg/día = 30 lac tonelada métrica (MT) /día 1000kg (1MT) de BW produce = 15000 litros (15 lit métricos) de CH4 1 MT de BW = 15 MI CH4/día emisión de CH4 del mundo = BW del mundo * CH4/ML/D =lac MT*15 =450 lac Lit métrico/D =4500 gigalita/D Emisión de C02 del mundo=4500 *20=9000 gigalit/Día = El C02 disponible que se va a utilizar como un sumidero de carbono/para fijación de carbono/día, que se puede obtener del tratamiento apropiado del BW como se hace en la BTP.
Los objetos anteriores de la invención se logran y los problemas e inconvenientes asociados con las técnicas anteriores y planteamientos anteriores se esperan por la presente invención descrita en la presente modalidad.
Se proporcionan en la presente descripciones detalladas de la modalidad preferida, ' sin embargo, se va a entender que la presente invención se puede incorporar en varias formas. Por lo tanto, los detalles específicos descritos en la presente no se van a interpretar como limitantes, sino más bien como una base para las reivindicaciones y como una base representativa para la enseñanza de un experto en la técnica para emplear la presente invención en virtualmente cualquier sistema, estructura o materia apropiadamente detallada.
Las modalidades de la invención como se describe anteriormente y los métodos descritos en la presente sugerirán modificación adicional y alteraciones a aquellos expertos en la técnica. Estas modificaciones y alteraciones adicionales se pueden hacer sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema para tratamiento biológico de desperdicio biodegradable, el sistema está caracterizado porque comprende : una plataforma de carga para cargar desperdicio sólido mezclado que tiene desperdicio biodegradable y otros desperdicios recolectados de varias fuentes; al menos una banda transportadora para transportar el desperdicio sólido mezclado de la plataforma de carga; una cámara de imanes provista cerca de la plataforma de carga, en donde la banda transportadora con el desperdicio sólido mezclado se hace pasar a través de la cámara de imanes para separar las partes metálicas del desperdicio sólido mezclado; al menos un separador provisto cerca de la cámara de imanes, en donde el desperdicio inorgánico reciclable se separa del desperdicio sólido mezclado de la banda transportadora; un primer tanque de almacenamiento provisto cerca de al menos un separador, el primer tanque de almacenamiento permite la segregación del desperdicio sólido mezclado; un tanque de tratamiento primario recibe el desperdicio biodegradable segregado del primer tanque de almacenamiento; el tanque de tratamiento primario comprende; una cámara para recolectar el desperdicio biodegradable segregado y para mezclar con agua caliente que tiene temperatura en el intervalo de a 70 °C a 140 °C para aniquilar los patógenos; y un rotor para hacer girar/revolver el desperdicio biodegradable segregado, mezclado con agua caliente, en donde, al hacer girar la mezcla y permitir el asentamiento natural y se repite al menos dos veces el proceso similar, el desperdicio biodegradable se separa del otro desperdicio no biodegradable y el agua de sobrenadante que contiene pequeñas partículas de aceite y grasa, plástico y similares para formar sedimento preparado, el agua se purifica adicionalmente; un segundo tanque de almacenamiento colocado adyacente al tanque de tratamiento primario, el fango se deshidrata adicionalmente y se compacta en el mismo, reduciendo de este modo 80 % a 50 % de volumen del fango, el segundo tanque de almacenamiento también incluye un mecanismo de molienda, y un mecanismo de trituración del desperdicio biodegradable para reducir el tamaño del desperdicio biodegradable para forma fango preparado; un tercer tanque de almacenamiento colocado en yuxtaposición al segundo tanque de almacenamiento, el tercer tanque de almacenamiento es capaz de recolectar y almacenar el fango preparado recibido del segundo tanque de almacenamiento a una temperatura que varía entre 40°C a 60°C; al menos una Planta I de Tratamiento Biológico recibe fango preparado bombeado del tercer tanque de almacenamiento por medio de una bomba y condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y se mantiene en el mismo PH controlado, en donde el fango preparado se trata durante horas predefinidas con un fluido, es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" para formar suspensión espesa tratada; al menos una Planta II de Tratamiento Biológico colocada en yuxtaposición a la Planta I de Tratamiento Biológico y condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y en la misma se mantiene el pH controlado, la Planta II de Tratamiento Biológico recibe suspensión espesa tratada de la Planta I de Tratamiento Biológico, y se trata durante horas predefinidas con enzimas de o similares al sistema digestivo humano, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares en la misma; y una Planta III de Tratamiento Biológico colocada en yuxtaposición a la Planta II de Tratamiento Biológico y condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y en la misma se mantiene el pH controlado, la Planta III de Tratamiento Biológico que es capaz de mantener condiciones anaeróbicas para tratar la suspensión espesa con bacterias termófilas en la misma durante horas predefinidas; en donde, al tratar el fango preparado en la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Plante III de tratamiento biológico, el desperdicio biodegradable se convierte en fertilizante biológico y -se libera gas metano de o la Planta I de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico, que se recolecta en un recolector de gas, el proceso entero en la BTP es biológicamente y mecánicamente mejorado para completar el tratamiento en el tiempo de aproximadamente 48 A 72 horas .
2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta I de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad de rociadores, en donde la pared deflectora permite el movimiento mejorado de la suspensión espesa en la misma, y los rociadores permiten el mezclado de la suspensión espesa con fluido, es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" específicos.
3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, típicamente, caracterizado porque se proporciona un impulsor y un rotor en la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico, el impulsor introduce ondas en la dirección hacia delante y el rotor mejora el mezclado apropiado del fluido ruminal o enzimas en la suspensión espesa.
4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta II de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad de rociadores, en donde la pared deflectora permite el movimiento mejorado del fango en la misma, y los rociadores permiten el mezclado del fango con enzimas de o similares a sistemas digestivos humanos, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares.
5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta III de Tratamiento Biológico incluye una pluralidad de paredes deflectoras y una pluralidad de rociadores, en donde la pared deflectorá permite el movimiento mejorado del fango en la misma, y los rociadores permiten el mezclado de las bacterias termofílicas .
6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta I de Tratamiento Biológico y Planta II de Tratamiento Biológico se conectan por al menos un elemento de conexión para hacer pasar la suspensión espesa desde la Planta I de Tratamiento Biológico a la Planta II de Tratamiento Biológico, entre estas tratada con ácido para aniquilar los microbios de la Planta I de Tratamiento Biológico.
7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico que tienen condición anaeróbica, temperatura entre 35°C a 40°C, y se mantiene en la misma PH controlado.
8. Un método para el tratamiento biológico de desperdicio biodegradable, el método está caracterizado porque comprende los pasos de : cargar el desperdicio sólido mezclado en la banda transportadora ; hacer pasar la banda transportadora que contiene el desperdicio sólido mezclado a través de una cámara de imanes para separar las partes metálicas del desperdicio sólido mezclado; adicionalmente , hacer pasar la banda transportadora que contiene desperdicio sólido mezclado a través de al menos un separador; en donde el desperdicio biodegradable se separa del desperdicio inorgánico reciclable del desperdicio sólido mezclado; posteriormente, recolectar el desperdicio biodegradable segregado en un primer tanque de almacenamiento; hacer pasar el desperdicio biodegradable segregado desde el primer tanque de almacenamiento al tanque de tratamiento primario; adicionalmente, tratar el desperdicio biodegradable en el tanque de tratamiento primario; en donde el desperdicio biodegradable mezclado con agua caliente que tiene temperatura que varía entre 70°C a 140°C para aniquilar patógenos y se hace girar simultáneamente y con un rotor y se permite el asentamiento natural durante horas predefinidas y el proceso similar se repite al menos dos veces para separación de material no degradable y agua sobrenadante que contiene aceite, grasa y similares, para formar fango preparado, el agua de sobrenadante separada se purifica en una planta de tratamiento de agua; posteriormente, deshidratación y compactación del fango preparado ; posteriormente molienda y trituración del fango preparado en un segundo tanque de almacenamiento para incrementar el área superficial del mismo; adicionalmente , el fango preparado se almacena en el tercer tanque de almacenamiento a una temperatura que varía entre 30°C a 60°C para bombear el fango preparado a al menos una Planta I de Tratamiento Biológico; posteriormente, el fango preparado se trata con un fluido, es decir, fluido ruminal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" específicos para formar la suspensión espesa tratada en la Planta I de Tratamiento Biológico, en donde la condición anaeróbica de la Planta I de Tratamiento Biológico, la temperatura entre 35°C a 40°C y el PH controlado se mantiene en la misma; adicionalmente, el fango preparado que se hace pasar al menos una Planta II de tratamiento biológico, en donde el fango preparado se trata con enzimas de o similares a los sistemas digestivos humanos, es decir, enzimas pancreáticas e intestinales y sales biliares en la misma, en donde se mantienen en la misma la condición anaeróbica del Tanque II de Tratamiento Biológico, temperatura entere 35°C a 40°C, PH controlado; y posteriormente, el fango preparado se trata en condiciones anaeróbicas con bacterias termófilas en una Planta III de Tratamiento Biológico, en donde se mantienen en la misma la condición anaeróbica del Tanque III de Tratamiento Biológico, temperatura entre 35°C a 40°C, y PH controlado, en donde, al tratar el fango preparado en la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Plante III de Tratamiento Biológico, el desperdicio biodegradable se convierte en fertilizante biológico rico y se libera gas metano de la Planta I de de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico, que se recolecta en un recolector principal de gas, el proceso completo en la BTP es biológicamente y mecánicamente mejorado para completar el tratamiento en el tiempo de aproximadamente 48 a°72 horas.
9. El sistema y método de conformidad con las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque el fluido, es decir, el fluido ruminal del rumen de la vaca o un "Fluido" similar a este, con "Microbios" específicos se usa para desintegrar carbohidratos, proteínas y lípidos en industrias, tal como industria del papel y pulpa, industria textil, en la industria de los tintes, en la preparación de medios de laboratorio, caldos/industrias, y similares, adicionalmente, el fluido ruminal de la vaca o "Fluido" similar a fluido ruminal, que se usa en el tanque, contiene varios tipos, especies de microbios. Las acciones controladas de los microbios específicos en el fango preparado en la BTP I se pueden llevar a cabo para obtener un fango de característica específica, que se puede llamar "líquido bruto", que será útil en muchos tipos de industrias. El líquido bruto puede ser útil para producción de medicinas en la industria farmacéutica, el líquido bruto se puede usar en productos nutricionales , tal como polvo de proteína, vitaminas, etc., después de estrictos tratamientos estériles.
10. El sistema y método de conformidad con las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque el líquido bruto se extrae de la Planta I de Tratamiento Biológico y Planta II de Tratamiento Biológico, que en industrias tal como la producción/industria cosmética, en la producción/industria de esencias, en la producción de productos tipo jabón/industria, en la industria de papel y pulpa, en la industria de tintes, en algunas industrias para tratar sus efluentes peligrosos/compuestos intermedios o productos finales, en la preparación de medios de laboratorio, caldos/industria, en la industria farmacéutica como cualquier tipo de alimento para animales, como alimento para ganado, biofertilizantes/industria y en muchas otras industrias, en algunas industrias para tratar sus efluentes peligrosos/productos intermedios o finales, en la industria farmacéutica, como cualquier tipo de alimento para animales, como alimento para ganado vacuno, biofertilizantes/industria y en muchas otras industrias.
11. El sistema y método de conformidad con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el fango preparado del tanque de tratamiento primario se usa para preparar alimento para herbívoros a bajo costo o alimento para carnívoros y omnívoros se prepara dependiendo del tipo de desperdicio biodegradable .
12. El sistema y método de conformidad con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el fango preparado del Tanque I de Tratamiento Biológico ' se usa para preparar productos de perfume o esencia o aromáticos.
13. El sistema y método de conformidad con las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque el fertilizante se usa para convertir tierra incultivable en ,tierra fértil.
14. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico, Planta III de Tratamiento Biológico se configura en una cámara individual .
15. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recolector de gas se proporciona con un tubo de escape para la quema del metano desde ahí .
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta II de Tratamiento Biológico se conecta al colector de gas para hacer pasar los gases generados en la misma.
17. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la Planta I de Tratamiento Biológico, Planta II de Tratamiento Biológico y Planta III de Tratamiento Biológico se proporciona con una boca de alcantarilla de tamaño predefinido en una ubicación predefinida para mantenimiento regular.
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