ES1321192U - Planta para el tratamiento de residuos liquidos y solidos,procedentes de empresas ganaderas, agricolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporacion - Google Patents

Abstract

Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación que, comprendiendo un recinto de evaporación formado por una cubeta (2) y un invernadero (12) y un sistema de aire regulado de ventiladores (19) de extracción, está caracterizado por comprender: - un sistema de suelo radiante (10), con un circuito hidrotérmico, de tubo de polietileno reticulado, polietileno multicapa, polibutileno o acero inoxidable aislado del suelo con capa de protección superior (4.1), de poliestireno expandido u otros materiales de baja conductividad, cubierto con mortero o con hormigón; -al menos un punto de captación de energía externa para, al menos, calentar el fluido caloportador del suelo radiante (10); -al menos, un depósito de inercia (18) en el circuito hidrotérmico que actúa como unidad de almacenamiento de energía térmica excedentaria; -un sistema de oxidación avanzada (25), generador de radicales hidroxilos por sistema seleccionado entre: fotocatálisis heterogénea y reacción de ozono con peróxido de hidrógeno; o reacción Fenton, reacción foto-Fenton; o reacción UV/H2O2; o reacción O3/carbón activo: reacción Peroxona; o reacción O3/UV; o reacción O3/carbono orgánico disuelto en matriz acuosa; o radiaciones ionizantes; o luz ultravioleta en vacío; o ultrasonidos para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles y la higienización del producto final; -un sistema de captura de amoniaco (26), consistente en un circuito de solución ácida y filtros textiles a través de los cuales circula el aire del interior del invernadero y un sistema de autolavado de filtros con recogida de aguas amoniacales; y -un sistema de nebulización (36) que recoge el líquido de la cubeta (2) y lo nebuliza dentro del invernadero (12).

Description

DESCRIPCIÓN

PLANTA PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS LÍQUIDOS Y SÓLIDOS,

PROCEDENTES DE EMPRESAS GANADERAS, AGRÍCOLAS,

AGROINDUSTRIALES O INDUSTRIALES, MEDIANTE EVAPORACIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante.

Más concretamente, el objeto de la invención se centra en una planta de tratamiento de residuos que se constituye como unidad universal de tratamiento de residuos; unidad de evaporación, descontaminación e higienización de alto rendimiento para residuos líquidos y sólidos utilizando energías renovables, consistiendo dichos residuos en purines líquidos de porcino y vacuno, digestatos procedentes de plantas de biogás, alpechines, licores de frutas, sueros lácteos, almíbares, salmuera, plaguicidas, disolventes, fracciones sólidas del purín de porcino y vacuno, gallinaza, lodos de depuradoras y, en general, residuos de la agricultura, horticultura, acuicultura, silvicultura, caza y pesca, residuos de mataderos, de la preparación y elaboración de alimentos y residuos líquidos industriales. La planta constituye una unidad de evaporación de alto rendimiento para la descontaminación e higienización de sustratos orgánicos e inorgánicos en fase líquida y sólida transformándolos en un concentrado o subproducto deshidratado, con recuperación del agua y nutrientes y/u otros componentes, sin emisiones de amoniaco y gases de efecto invernadero al medio ambiente, comprendiendo para ello un invernadero de doble pared y una cubeta con suelo radiante, que utiliza exclusivamente energías renovables como: termosolar, fotovoltaica, eólica, biomasa, geotermia, aerotermia y, alternativamente, otras fuentes energéticas como el gas natural, propano o GLP, comprendiendo, además, un sistema de oxidación avanzada y un sistema para la captura de amonia

condensación para recuperar el agua, y un sistema interno de nebulización para acelerar el proceso de evaporación.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, abarcando al mismo tiempo el sector de las actividades de saneamiento, gestión de residuos y descontaminación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las unidades de secado tienen una larga trayectoria en el sector agrícola para la deshidratación de diferentes productos como los hortícolas, maíz, café etc. Estas unidades consisten en invernaderos dotados de una infraestructura de madera o metálica cerrada con lámina de polietileno, copolímero etileno vinilacetato, policloruro de vinilo (PVC), policarbonato o vidrio.

Para determinar el intercambio energético se tienen en cuenta: la intensidad de la radiación solar, la velocidad y temperatura del aire, el área del cerramiento del invernadero y los valores de los calores específicos.

Existen numerosas publicaciones referentes a diferentes modelos de secaderos, tanto para el secado por lotes como el secado en continuo, utilizando en algunos de ellos electricidad, combustibles fósiles, o incluso la energía solar, pero en todos ellos el elemento a calentar es el aire que circula sobre el producto y que se satura con el agua que se extrae de él. Los secaderos existentes se clasifican en sistemas activos, con ventilación forzada, y sistemas pasivos, con ventilación natural. En todos ellos los componentes principales son:

- Un invernadero que actúa como colector de energía solar.

- Conductos apropiadamente aislados.

- Una superficie de secado.

- Una chimenea para la extracción del aire húmedo.

Y, además, en los sistemas activos:

- Ventanas monitorizadas.

- Impulsores de aire (ventiladores).

El rendimiento de estas instalaciones no es suficiente para la extracción de grandes cantidades de agua.

Se han reportado instalaciones que extraen sal del agua de mar utilizando energía fotovoltaica, pero la inversión es inviable.

En el sector ganadero se han puesto en marcha evaporadores de purines que siguen en esencia el mismo modelo, con algunas mejoras para evitar la emisión de amoniaco a la atmósfera durante el proceso.

La empresa EMA DEPURACIÓN S.L ubicada en Olot, diseñó en 2014 un invernaderosecadero para purines de ganado bovino, previa concentración de los mismos en granja (utilización de arrobaderas de arrastre). Los elementos distintivos respecto a los invernaderossecaderos anteriores son, en primer lugar, la necesidad de acidificar el purín de entrada hasta alcanzar un pH entre 5,5 y 6 con el propósito de fijar hasta el 70% del amonio presente en el mismo, convirtiéndolo en nitrato, y así evitar su emisión en forma de amoniaco.

La acidificación es una técnica empleada en Dinamarca por la empresa INFARM S.A desde 2006, y en España en tratamientos físico-químicos (empresa ROTECNA S.A), en secado de purines por aire caliente con gas natural en empresas como TRACJUSA, en otros invernaderos-secaderos implementados por INNOVACC (Asociación catalana de innovación en el sector cárnico porcino), SOLARPUR etc. En segundo lugar, utiliza un removedor para hacer avanzar a lo largo del invernadero la masa de purín a medida que pierde humedad y aumenta su densidad, hasta recogerlo en un sinfín que lo extrae al exterior. El vapor emitido durante el proceso es empujado por la corriente de entrada al invernadero, siendo direccionado con ventiladores interiores para evitar turbulencias y extraído con un ventilador final que lo dirige a un filtro vegetal que absorbe una parte del amoniaco remanente. Esta técnica se basa en el stripping o desgasificado, que consiste en la captura de un componente volátil de un efluente líquido mediante la acción de un elemento inductor que puede ser aire, vapor, nitrógeno etc. Ampliamente utilizado en el desgasado de lixiviados por empresas como TECNIUM. Al trasladar la experiencia de secado a purines con un componente líquido mayor, como los purines de porcino o los de vacuno de leche, el escaso rendimiento de la instalación requiere que previamente se realice una separación sólido-líquido para tratar el componente sólido, mientras que la fracción líquida debe someterse a un segundo tratamiento o ser aplicada al campo, con un contenido del 80-85% del nitrógeno total del purín fresco. Esta solución para purines líquidos resulta poco atractiva porque la fracción sólida puede ser retirada por empresas de compostaje sin necesidad de una inversión adicional para su secado y la fracción líquida todavía supone un 80-85% del volumen inicial.

En esta línea INNOVACC ha puesto en marcha invernaderos para purines con ventilación dinámica o natural, utilizando exclusivamente como fuente energética la radiación solar, lo que reduce el periodo funcional de los mismos, y por tanto su rendimiento, limitando su capacidad para tratar todo el volumen de purines líquidos generados.

La empresa SOLARPUR ha puesto en marcha invernaderos para purines optimizando la ventilación y evitando las emisiones de amoniaco acidificando el purín e instalando un sistema de filtrado final del aire. Utiliza un software que optimiza las ratios de ventilación según la radiación incidente en el invernadero, ha conseguido doblar la ratio de evaporación que se consigue con la evaporación solar natural, pero aún queda lejos de los rendimientos óptimos para ser una solución comercialmente atractiva.

El 17 de diciembre de 2020, se otorga título de Modelo de Utilidad con el número 202000027 a una unidad de secado de purines líquidos de porcino, vacuno lechero y otras especies animales utilizando suelo radiante alimentado con energía solar térmica y otras fuentes energéticas basado en la tecnología de secado con invernaderos, el cual incorpora una base de suelo radiante para aumentar el rendimiento, controlando las emisiones de gases contaminantes con procesos de oxidación avanzada.

Los procesos de oxidación avanzada (POAs) están siendo utilizados desde finales del siglo pasado para tratar aguas residuales. Se trata de un conjunto de procesos químicos que eliminan contaminantes ambientales de diferentes sustratos mediante la generación de especies altamente reactivas (Gautam et al, 2016) entre las que destacan los radicales hidroxilos (OH) (Domenech y col, 2001) ya que esta especie ataca a todos los compuestos orgánicos y reacciona 10<6>-10<12>veces más rápido que otros oxidantes (Andreozzi y col. 1999). Estos radicales pueden generarse por diferentes vías: reacción Fenton, reacción foto-Fenton,<UV/H2 O2 ,>0<3/carbón activo, reacción Peroxona, O3/UV,>0<3/carbono orgánico>disuelto en matriz acuosa, radiaciones ionizantes, ultravioleta en vacío y ultrasonidos.

La combinación del peróxido de hidrógeno con ozono fue estudiada por Nakayama y col (1979) y Hango y col (1981) para el tratamiento de aguas residuales, y por Bolliky (1987), Brunet y col (1984) y Duguet y col (1985) para el tratamiento del agua potable. Duguet y col. (1985) demostraron que la adición de peróxido mejoraba la eficiencia del proceso de oxidación de numerosas sustancias orgánicas.

La combinación del peróxido de hidrógeno con radiación ultravioleta fue estudiada por Berglind y col (1979) para la oxidación de sustancias húmicas y otros compuestos orgánicos.

El principal objetivo de los POAs es reducir las especies contaminantes existentes, eliminando, (en la mayoría de los casos) los efectos nocivos de los productos intermedios, mineralizando dichos contaminantes a CO2, H2O y sales o ácidos inorgánicos (Pelayo Torices, 2018).

Las reacciones de los radicales OH- han sido descritas con detalle por von Sonntag (2008).

Comprenden tres tipos de reacciones: adición a enlaces C-C, C-N y S-O (en sulfóxidos).

Los procesos de oxidación avanzada también son útiles para reducir la actividad biológica de contaminantes como productos farmacológicos, compuestos endocrinos, bacterias, virus y parásitos actuando como biocidas de amplio espectro. Los radicales hidroxilos (OH) producen alteraciones irreversibles en las macromoléculas orgánicas (proteínas, membranas de ADN...) como consecuencia del movimiento de electrones, demostrando su eficacia en la eliminación de microorganismos patógenos. Martínez Vimbert, R y col. (2020) reportaron su efecto letal sobre Serratia Marcescens, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacterias (Salmonella, Klebsiella, Escherichia coli), Influenza virus, Virus respiratorio sincitial y Rotavirus. La función biocida de los radicales se produce por un mecanismo creciente de estrés celular debido a la cascada de reacciones que tienen lugar liberando diferentes especies de oxígeno reactivo (Shapoval y col, 2003; Adair, T.M, 1996). Los principales elementos afectados son las membranas, lípidos y enlaces sulfhídricos de las proteínas y nucleótidos del ADN (Shapoval G.S y col., 2003).

La fotolisis con radiación UV del peróxido de hidrógeno puede eliminar bacterias patógenas sin generar resistencias por alteración inespecífica de sus estructuras celulares (Ikai y col, 2013).

El objetivo de la presente invención es el desarrollo de una planta de evaporación de alto rendimiento de residuos líquidos y sólidos que presenta mejoras para el rendimiento, descontaminación e higienización utilizando de forma novedosa elementos y tecnología ya conocidos, debiendo señalarse que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguna otra planta, ni ninguna otra invención de aplicación similar, que presente unas características técnicas iguales o semejantes a las de la que aquí se reivindica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación que la invención propone se configura como una solución idónea para alcanzar los objetivos anteriormente señalados, a la vez que supone una mejora frente a lo ya conocido, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que la distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.

Lo que la invención propone, tal como se ha apuntado anteriormente, es una planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, que constituye una planta de evaporación de alto rendimiento de residuos líquidos y sólidos con la que se consiguen objetivos de rendimiento, descontaminación e higienización utilizando de forma novedosa elementos ya conocidos, como el uso de una amplia gama de tecnologías basadas en energías renovables y, alternativamente, fósiles, la transferencia de calor mediante una cubeta con suelo radiante, la aplicación de procesos de oxidación avanzada para la descontaminación de sustratos, la captura de amoniaco con un sistema de trampas ácidas, la recuperación de agua por condensación y la captura de gases residuales con filtros de compost y textiles recuperables.

Además, la planta incorpora un sistema de nebulización para aumentar significativamente el rendimiento de la evaporación.

La evaporación se produce por la aplicación de calor a presión atmosférica. Las necesidades térmicas son equivalentes a la entalpia del agua para que se produzca la evaporación.

La recuperación de agua se produce por condensación. Las necesidades térmicas son las mismas que para la evaporación. La energía necesaria para la condensación del vapor de agua es igual al calor latente de vapor.

Así pues, y más específicamente, la planta objeto de la invención se basa en un recinto de evaporación en forma de cubeta cubierta como invernadero por el que se hacer circular aire caliente y se distingue, esencialmente, por comprender la integración de sistemas de oxidación avanzada para la descontaminación, higienización y reciclado de componentes orgánicos e inorgánicos de cualquier naturaleza u origen, sistemas para la captura de gas amoniaco transformándolo en sales de cloruro de amonio y/o sulfato amónico y sistemas bajo consumo para la recuperación de agua mediante condensación; por comprender la integración de diferentes fuentes energéticas para el funcionamiento de los diferentes sistemas; la integración de un suelo radiante; y la integración de un sistema de nebulización para residuos líquidos que acelera la evaporación a bajo coste.

Con todo ello, la principal ventaja de la instalación es la versatilidad para tratar cualquier tipo de residuo líquido o sólido, orgánico o inorgánico, procedente del sector ganadero, agrario, agroindustrial e industrial.

El residuo líquido llega al invernadero mediante una bomba de impulsión y se distribuye por la cubeta con suelo radiante formando una capa de hasta 6 cm de espesor. Si el contenido en elementos sólidos es bajo, se activa el sistema de nebulización con diámetros de boquilla adecuados al tamaño de partícula, diseñado para tomar el líquido de la propia cubeta. La nebulización incrementa la superficie de contacto del líquido con el entorno aumentando de forma significativa la capacidad de transferencia de calor y, por lo tanto, el rendimiento de evaporación del sistema de tratamiento.

El residuo sólido se distribuye por la cubeta del invernadero con maquinaria agrícola formando una capa de 10 cm. Se voltea cada 24 horas hasta el nivel de secado deseado y se retira con un sistema de arrobadera o con maquinaria agrícola.

El suelo radiante comprende un conducto que transporta una mezcla de agua con glicol (fluido caloportador) dispuesto en espiral cuadrada o rectangular e integrado en un suelo de hormigón.

El fluido caloportador es impulsado por motores de bombeo, cuya potencia y número dependerá de los metros lineales de suelo radiante. El fluido caloportador dispone de uno o varios depósitos de regulación (depósitos de inercia) que permiten almacenar la energía excedentaria en forma de calor.

La energía necesaria para la evaporación proviene de diferentes tecnologías y fuentes energéticas, tal como se expone a continuación.

Para el invernadero la fuente energética, de preferencia, es la radiación solar que se capta en la propia estructura del mismo. El invernadero está cerrado por una doble lámina de etilenovinil-acetato (EVA) de 800 galgas (200 ^) con aditivos para la protección frente a radiación ultravioleta y con efecto térmico. Entre las dos láminas se crea una cámara de aire de 100 mm que reduce las pérdidas de calor por transmisión.

Para el suelo radiante, se prevé, de preferencia, un campo termosolar cuya fuente energética es la radiación solar. Los captadores termosolares pueden ser planos o de tubos de vacío. Se instala un número de paneles, optimizado al volumen de residuo líquido que se prevé concentrar o deshidratar, en un espacio acondicionado y próximo al invernadero, con orientación sur. El fluido caloportador del circuito aumenta su temperatura por intercambio de calor, se recoge en unos depósitos de inercia instalados en una caseta adyacente al invernadero y se bombea al suelo radiante de la cubeta, donde la transfiere al líquido del residuo a secar.

Preferentemente, la planta cuenta además como sistema de apoyo al campo termosolar, con una bomba de calor geotérmica cuya fuente energética es el calor interno del propio residuo líquido. La bomba de calor extrae energía de una balsa de almacenamiento utilizando un captador empaquetado en espiral consistente en un conducto de polietileno de 32 mm de diámetro, por el que circula agua con glicol, suspendido en elementos flotantes horizontales que lo mantienen en contacto con la superficie del líquido. La energía de este circuito primario es aprovechada por la bomba de calor geotérmica, donde un compresor comprime gas refrigerante hasta licuarlo, aumentando su temperatura; esta energía térmica es transferida al fluido caloportador de un circuito secundario, que se acumula en un depósito de inercia ubicado a continuación de la bomba geotérmica. Posteriormente, el gas licuado se descomprime, enfriándose, enfriando a su vez el circuito primario. Con este sistema reducimos la temperatura del efluente. La reducción se puede controlar hasta encontrar el punto óptimo de mínimas emisiones con el máximo rendimiento de la bomba de calor.

El coeficiente de eficiencia energética (COP) de la bomba geotérmica oscila entre 2 y 6, dependiendo de la diferencia de temperatura entre el fluido de entrada y salida.

La bomba geotérmica se detiene cuando la temperatura de retorno del suelo radiante de la cubeta supera los 80°C.

Preferentemente, la planta cuenta también, como elemento alternativo a la bomba geotérmica, con una bomba de calor aerotérmica. La fuente energética es el calor interno del aire. Los principios básicos de transferencia de energía de la aerotermia son los mismos que la geotermia con la diferencia de que la aerotermia utiliza el aire exterior como fuente de energía, incluso con temperaturas bajas. La aerotermia utiliza unidades exteriores de captación energética.

Además, la planta comprende, de preferencia un sistema de precalentamiento del aire que comprende placas o paneles especiales cuya fuente energética es la radiación solar. Son placas, similares a las termosolares, con la peculiaridad de presentar una mayor distancia entre el cristal de captación y el fondo del panel o placa para permitir circular aire por su interior. En el interior de las placas hay separaciones de dióxido de titanio que aprovechan la radiación UV del sol para generar radicales hidroxilos OH - que mineralizan los compuestos orgánicos volátiles y almacenan energía térmica. El aire exterior pasa a través de estas placas de precalentamiento, incrementando su temperatura antes de entrar en el invernadero.

Opcionalmente, la planta contempla también el uso de biomasa, cuya fuente energética es energía solar almacenada a través de la fotosíntesis. Es una alternativa a las bombas de calor geotérmicas y aerotérmicas. Para ello la planta cuenta con una caldera de biomasa que se alimenta con diferentes combustibles<con un balance de CO>2<neutro: pellets de madera, huesos de aceituna, cáscaras de>frutos secos, huesos de melocotón etc. El fluido caloportador del circuito se calienta a su paso por la caldera y se almacena en depósitos de inercia, desde donde es impulsado al suelo radiante de la cubeta del invernadero, donde transferirá la energía al residuo.

Opcionalmente, la planta contempla la inclusión de una caldera de gas natural, propano o GLP que tendría como fuente energética energía fósil. Son alternativas a las fuentes de calor anteriores. El fluido caloportador del circuito se calienta a su paso por la caldera y se almacena en depósitos de inercia, desde donde es impulsado al interior del suelo radiante del invernadero, donde transferirá la energía al residuo.

No obstante, en un modo de realización preferido, la planta cuenta con un campo fotovoltaico, cuya fuente energética es la radiación solar. Los paneles fotovoltaicos se instalan en un espacio acondicionado próximo al invernadero, con orientación sur, optimizando la dimensión del campo al consumo energético del sistema de tratamiento, que a su vez dependerá del volumen de residuo que se prevea concentrar o deshidratar. La corriente continua de las placas fotovoltaicas se transforma en corriente alterna mediante un inversor. El fluido caloportador del circuito intercambia calor con las resistencias eléctricas colocadas en el interior de los depósitos de inercia. En el caso de la energía fotovoltaica se puede, además, acumular energía con baterías de ácido-plomo o de litio. El campo fotovoltaico alimenta, a su vez, los motores y bombas eléctricas de la planta de tratamiento.

Opcionalmente, la planta puede comprender otras fuentes energéticas tales como vapor de agua de procesos industriales, energía térmica procedente de fluidos de procesos industriales y cualquier sistema que permita un intercambio energético con el fluido caloportador.

El diseño de la planta está especialmente orientado a residuos con un gran contenido acuoso. En pruebas realizadas con una pequeña planta piloto de 15 m2, los residuos no generaron efecto "costra” con espesores en cubeta de hasta 6 cm, concentrándose a demanda (relación 20:1, 10:1, 5:1) o deshidratándose hasta valores de humedad del 14-20%.

Cuando se deshidrata, el residuo se convierte en un producto manipulable y apilable en espacios techados anejos al invernadero de evaporación desde donde puede ser retirado por empresas que aprovechen sus componentes de valor. La concentración en forma líquida y estable permite el manejo logístico del residuo, almacenándose en depósitos o contenedores para líquidos IBC(Intermedíate Bulk Containero Contenedor intermedio para graneles).

Tanto el producto deshidratado como el concentrado se retiran del invernadero mediante un sistema automatizado de recogida con arrobadera, equipada con un cepillo y dientes rectangulares de caucho de alta resistencia mecánica y química que empuja el residuo seco o el concentrado líquido hasta una canal donde se activa un tornillo sinfín que transporta los subproductos a un espacio exterior techado o a depósitos o contenedores IBC.

La evaporación necesita un caudal controlado de aire. El aire actúa como elemento de transporte, el cual entra con una determinada carga de agua, aumentando su capacidad de retención al aumentar la temperatura.

El aporte de aire está controlado por una central PLC (Controlador Lógico Programable) y es vehiculado con un sistema de ventilación forzada de bajo consumo. Los parámetros de regulación son las condiciones de temperatura y humedad relativa exteriores e interiores.

El sistema de evaporación puede combinar la extracción directa con la recuperación parcial o total del agua del residuo.

El cambio de estado en sentido inverso, es decir, la condensación, es un proceso exotérmico, lo que significa que devuelve la misma cantidad de calor que fue necesaria para la evaporación. Para poder condensar necesitamos generar un fluido frío con las mismas frigorías que las kilocalorías liberadas durante el cambio de estado. Para ello la planta de tratamiento contempla dos maneras de producción de frío: una, de bajo consumo energético, consistente en un circuito cerrado con un intercambiador de placas o un serpentín sumergido en la balsa o depósito de agua que sirva de abastecimiento (p.ej la balsa de almacenamiento de agua de una granja), otra, de elevado consumo energético, consistente en un compresor de producción de frío.

Se ha diseñado un circuito de recirculación para recuperar agua de forma total o parcial haciendo pasar el aire del invernadero a través de condensadores. Los equipos de condensación actúan enfriando el vapor, para ello en su interior tienen un sistema de placas de metal dispuestas en paralelo o un serpentín por los que circula un fluido frío; al entrar en contacto con su superficie, el vapor se condensa recogiéndose el agua en un contenedor exterior. El sistema prevé enviar de nuevo el aire que sale de los condensadores al interior del invernadero para repetir la saturación de vapor. Tras pasar por los condensadores el aire pierde temperatura y humedad; para compensar esta pérdida está previsto precalentarlo con un sistema de precalentamiento en el que se hace pasar por unas placas rectangulares inclinadas con cubierta transparente de cristal en cuyo interior hay separaciones de dióxido de titanio que actúan como generadores de radicales OH- por acción de la radiación UV y almacenan energía térmica. Cada unidad de precalentamiento incorpora un ventilador por depresión para vencer la pérdida de carga que se produce en el interior de las placas. Regulando el caudal de los ventiladores se evita la producción de condensaciones en su interior con pérdida de rendimiento del sistema.

Además, para acelerar el proceso de secado se incorpora el sistema de nebulización que comprende: una bomba de impulsión situada en el exterior y una red interior de tubos resistentes a la corrosión que puede ser de diferentes materiales (acero inoxidable, poliolefina, cloruro de polivinilo, fluoropolímero) con boquillas de aspersión con diámetro ajustado al tamaño de partícula y la posibilidad de ser suspendida a diferentes alturas a lo largo de las primeras % partes de la sección longitudinal del invernadero. Dicha bomba toma el líquido del interior de la cubeta y lo nebuliza para aumentar la superficie de contacto con el aire caliente, incrementando la capacidad de transmisión de calor. El sistema de nebulización regula de dos maneras, con un temporizador o mediante un sistema inteligente que recoge datos de temperatura y humedad relativa de los sensores situados dentro de la instalación.

Por otra parte, para la reducción de emisiones, la planta comprende dos mecanismos:

- Uno a base de procesos de oxidación avanzada. Durante el proceso de secado o concentración se genera vapor de agua, amoniaco y compuestos orgánicos volátiles. Para impedir la emisión de gases contaminantes el sistema incorpora un equipo de oxidación avanzada. Se trata de un reactor que produce radicales hidroxilos (OH) con el objetivo de mineralizar los componentes que se forman durante el tratamiento. Para la producción de radicales el sistema utiliza dos procesos: la reacción O3/H2O2 y la fotocatálisis heterogénea. La reacción esperada es la mineralización de los contaminantes carbonados a CO2, H2O, sales y ácidos inorgánicos (Pelayo Torices, 2018).

- Y otro basado en la captura de amoniaco. El aire del invernadero circula continuamente a través de dispositivos que actúan como trampas ácidas, consistentes en una primera barrera de filtros de material textil empapados en una solución de ácido clorhídrico o ácido sulfúrico al 10%; el ácido que gotea de los filtros es recogido en depósitos y reutilizado para empapar de nuevo los filtros hasta la saturación del ácido. Una vez saturado, el ácido se retira para su aprovechamiento como fertilizante líquido o para la obtención de sales de cloruro amónico o sulfato amónico y se sustituye por una nueva solución. En los dispositivos hay una segunda barrera consistente en un filtro de pellet de carbón activo tratado con ácido fosfórico.

En cualquier caso, la recogida del concentrado o del sólido obtenido tras el tratamiento se realiza, como ya se ha comentado, con un sistema de arrastre mediante arrobadera. Para evitar el desgaste del suelo, la arrobadera se monta sobre rieles y se acopla un cepillo de caucho. El sistema de activación de la arrobadera es automático y puede ser con temporizador o mediante un sistema inteligente que recoge datos de temperatura y humedad relativa de los sensores situados dentro del invernadero.

Al final del recorrido hay una canal en forma de V con un tornillo sinfín que evacúa el concentrado a un depósito de almacenamiento o a contenedores IBC.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos en que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.- Muestra una vista esquemática en sección de un ejemplo de la estructura del suelo radiante que comprende la planta para tratamiento de residuos objeto de la invención, apreciándose la disposición de los diferentes elementos que comprende, especialmente elementos estructurales de entrada y perímetro de la zona de evaporación.

La figura número 2.- Muestra una vista esquemática en planta de un ejemplo de realización del sistema de suelo radiante, junto a otros de los principales elementos que comprende la planta para tratamiento de residuos, según la invención.

La figura número 3.- Muestra una vista esquemática de la planta de tratamiento similar a la mostrada en la figura 2, en este caso incluyendo los sistemas para reducción de emisiones mediante procesos de oxidación avanzada y captura de amoniaco, apreciando las partes y disposición de los mismos.

La figura número 4.- Muestra una vista esquemática de la planta de tratamiento similar a la mostrada en las figuras 2 y 3, en este caso incluyendo el sistema de extracción y entrada de aire al invernadero, apreciándose la disposición de los elementos que comprende.

La figura número 5.- Muestra una vista esquemática de la planta de tratamiento similar a la mostrada en las figuras 2 a 4, en este caso en una opción de realización con sistema de bomba de calor geotérmica como fuente de energía, apreciándose su disposición y elementos principales.

La figura número 6.- Muestra una vista esquemática de la planta de tratamiento similar a la mostrada en las figuras 2 a 4, en este caso incluyendo el sistema para la recuperación del agua, apreciándose los elementos que comprende y la disposición de los mismos.

Y la figura número 7.- Muestra una vista esquemática en perspectiva del recinto de evaporación que comprende la planta de la invención formado por la cubeta y el invernadero junto a la caseta de los depósitos de inercia, apreciándose en este caso el sistema de nebulización.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, se puede observar en ellas un ejemplo de realización no limitativa de la planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación de la invención, la cual comprende lo que se indica y describe en detalle a continuación, habiéndose señalado cada una de ellas de acuerdo con el siguiente listado de referencias numéricas:

(1)planta,

(2) cubeta,

(3) base de piedras,

(4) lámina protectora de geotextil,

(5) base de nivelación,

(6) placa de aislamiento térmico,

(6.1) placa de aislamiento térmico externo,

(7) muro perimetral,

(8) malla de sustentación,

(9) soportes,

(10) suelo radiante,

(11)capa de hormigón,

(4.1) capa de protección superior,

(12) invernadero,

(13) campo termosolar

(14) paneles solares térmicos,

(15) primer circuito cerrado,

(16) segundo circuito cerrado,

(17) colector,

(18) depósito de inercia,

(19) ventiladores,

(20) embocaduras de entrada,

(21) sistema de precalentadores solares de aire,

(22) conductos de aire,

(23) placas de condensación,

(24) depósito de agua recuperada,

(25) sistema de oxidación avanzada,

(26) sistema de captura de amoniaco,

(27) depósitos de solución ácida,

(27.1) sistema de autolavado de filtros

(28) campo fotovoltaico,

(29) inversor solar,

(30) depósito inercia agua fría,

(31) bomba de calor aerotérmica,

(31.1) unidad exterior frío,

(31.2) unidad exterior calefacción,

(32) caldera agua caliente,

(33) caldera agua fría,

(34) circuito primario,

(35) bomba geotérmica,

(36) sistema de nebulización,

(37) bomba de impulsión,

(38) boquillas de aspersión,

(39) arrobadera,

(40) bomba de impulsión de residuos,

(41) tornillo sinfín,

(42) caseta.

Así, tal como se aprecia en dichas figuras, la planta (1) de la invención es del tipo que comprende un recinto de evaporación formado por una cubeta (2) y un invernadero (12) en que si recogen los residuos a secar, introducidos mediante una bomba de impulsión de residuos (40), contando con un sistema de aire regulado a base de ventiladores (19) de extracción. Y, a partir de dicha configuración ya conocida, la planta (1) y se distingue, esencialmente, por comprender:

- un suelo radiante (10), que aporta calor a los residuos de la cubeta (2) mediante fluido caloportador que circula través de un circuito hidrotérmico, de tubo de polietileno reticulado, polietileno multicapa, polibutileno o acero inoxidable aislado con poliestireno expandido u otros materiales de baja conductividad, cubierto con mortero o con hormigón,

- al menos un punto de captación de energía externa para, al menos, calentar el fluido caloportador del suelo radiante (10),

- al menos, un depósito de inercia (18) en el circuito hidrotérmico que actúa como unidad de almacenamiento de energía térmica excedentaria,

- un sistema de oxidación avanzada (25), como primer mecanismo de reducción de emisiones, generador de radicales hidroxilos mediante fotocatálisis heterogénea y reacción de ozono con peróxido de hidrógeno, o mediante reacción Fenton, o mediante reacción foto-Fenton, o mediante reacción UV/H<2>O<2>, o mediante reacción O<3>/carbón activo, o mediante reacción Peroxona, o mediante reacción O<3>/UV, o mediante reacción O<3>/carbono orgánico disuelto en matriz acuosa, o mediante radiaciones ionizantes, o mediante luz ultravioleta en vacío o mediante ultrasonidos para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles y la higienización del producto final,

- un sistema de captura de amoniaco (26), como segundo mecanismo de reducción de emisiones, consistente en un circuito de solución ácida y filtros textiles a través de los cuales circula el aire del interior del invernadero y un sistema de autolavado de filtros con recogida de aguas amoniacales, y

- un sistema de nebulización (36) que recoge el líquido de la cubeta (2) y lo nebuliza dentro del invernadero (12).

Además, de preferencia, la planta (1) comprende también varios de los siguientes sistemas:

- un sistema de precalentamiento del interior del invernadero (12) mediante la propia estructura laminar de doble pared plástico térmico con cámara de aire que constituye el cerramiento del mismo para evitar pérdidas térmicas,

- un sistema de recuperación de agua de los residuos a base placas de condensación (23),

- un intercambiador de calor de inmersión para enfriar el fluido de los condensadores y

- un sistema de precalentadores solares de aire (21) que calientan el aire que entra en el interior del invernadero (12).

En todo caso, como punto de captación de energía externa, la planta (1) comprende, de preferencia, un campo termosolar (13) y/o un campo fotovoltaico (28), en cuyo caso comprende uno o más depósitos de inercia en el circuito hidrotérmico que, además de actuar como unidades de almacenamiento de energía térmica excedentaria actúan como unidades de intercambio de energía térmica procedente de una o varias resistencias eléctricas al fluido caloportador.

No obstante, en otras formas de realización, como punto de captación de energía externa alternativo o adicional, la planta (1) comprende, una bomba geotérmica (35), o bien una bomba de calor aerotérmica (31), o bien una o varias calderas de biomasa (no representadas), o bien una o varias calderas de gas natural, propano o gases licuados del petróleo (no representadas).

Más concretamente, las principales partes y elementos de los citados sistemas que comprende la planta (1) objeto de la invención comprenden lo siguiente:

- La cubeta (2) con suelo radiante (10), que define la base del recinto para el tratamiento de los residuos, como se aprecia en la figura 1, comprende preferentemente:

- una base de piedras (3) formada por un encachado de bolos de entre 15 y 20 cm de espesor,

- una lámina de protección geotextil (4) para la protección de posibles fugas o filtraciones de purín, dispuesta sobre la base de piedras (3),

- una base de nivelación (5) de hormigón "pobre” que, colocada sobre la lámina geotextil, sirve para nivelación del recinto de tratamiento en que se circunscribe la cubeta (2), - una placa de aislamiento térmico (6), de poliestireno expandido de 2,00 x 1,00 x 0,10 metros, que, colocada sobre la base de nivelación (5) evita la difusión del calor hacia abajo. - una malla de sustentación (8), preferentemente de #20 cm, de varilla de 10 mm, que se coloca elevada 5 cm sobre la placa de aislamiento térmico (6), preferentemente soportada sobre soportes (9) previstos al efecto.

- una red de tuberías, preferentemente Evhofelex, de 5 capas con barrera de oxígeno para la formación de los circuitos de suelo radiante (10), la cual va sujeta en la malla de sustentación (8) para su fijación, pudiendo, dicha tubería ser, como se ha señalado anteriormente, de polietileno reticulado, polietileno multicapa, polibutileno o acero inoxidable aislado con poliestireno expandido u otros materiales de baja conductividad,

- una capa de hormigón (11), de 15 cm de grosor, preferentemente tipo HAF-30/F/20/lia+Qc con cemento SR (sulfo-resistente), que se incorpora vertido con bomba y vibrado, para armarse con la malla de sustentación (8) y los soportes (9) de la misma formando una losa,

- un muro perimetral (7) de hormigón armado, en formación de cierre del espacio, preferentemente de 30 cm de grosor, armado con doble malla tipo HAF-30/F/20/lia+Qc con cemento SR (sulfo-resistente) vertido con bomba y vibrado, y

- una capa de protección superior (4.1), en este caso de resina bicomponente Expoxi, tipo Basf, Sika, o similar que se aplica como acabado sobre la superficie de la capa de hormigón (11), tras el fratasado con helicóptero de la losa que forma dicha capa (11).

Además, de preferencia, también se contempla una placa de aislamiento térmico externo (6.1) del mismo material que la placa de aislamiento térmico (6) citada anteriormente, que en este caso va dispuesta, a modo de zócalo, rodeando el muro perimetral (7) de la cubeta (2) que define el espacio destinado a contener los residuos, estando igualmente cubierta por una capa de hormigón (11) armada con malla de sustentación (8) y la capa de protección superior (4.1).

Alternativamente, aunque no se ha representado en las figuras, la cubeta (2) con suelo radiante (10) puede estar formada por varias piezas prefabricadas de hormigón con la red de tuberías de los circuitos de suelo radiante (10) integrada en ellas. En este caso, las juntas se sellan con masilla de poliuretano, selladores acrílicos o híbridos pintables y con gran resistencia a las altas temperaturas. Y las entradas y salidas del circuito de tuberías de suelo radiante (10) quedaran expuestas en los laterales de las piezas para uniones rápidas.

En la figura 2 se observa un ejemplo de la red de tubos que definen los circuitos del suelo radiante (10), cuyo su número dependerá de la dimensión del invernadero (12). De preferencia, el suelo radiante (10) está sectorizado para homogeneizar la transmisión de calor y minimizar pérdidas.

- El invernadero (12), instalado sobre la cubeta (2) de suelo radiante (10), de preferencia, como se aprecia en la representación esquemática de la figura 7, tiene una configuración tipo capilla. Este invernadero (12), de preferencia, está compuesto por módulos, con una serie de arcos metálicos galvanizados en frío para evitar la corrosión. De preferencia, los tubos que definen dichos arcos quedarán insertados en zapatas de hormigón. Su forma permite alojar un volumen mayor de aire y proporciona resistencia a la lluvia.

En un modo de realización preferido, el cerramiento del invernadero (12), constituye un cerramiento laminar que es doble y está hecho de plástico térmico de etileno-vinil-acetato (EVA) aditivado para protegerse de la radiación UV presentando una cámara de aire interior de 100 mm para reducir las pérdidas de calor por transmisión. Este tipo de material tienen una transmisión directa y difusa de la radiación total del 85-86% y una transmisividad de la radiación infrarroja de onda larga inferior al 25% (Castilla Prados, 2007) que se reduce por la cámara de aire incorporada. La conductividad térmica del aire es muy baja (0,024 W/m*K), inferior al de todos los materiales aislantes. Con esta configuración las pérdidas por conductividad se reducen a un 2%. Para mejorar el comportamiento térmico se ha de tener en cuenta la orientación e inclinación de las cubiertas.

- El campo termosolar (13), instalado externamente, en las proximidades del recinto definido por la cubeta (2) y el invernadero (12), tal como se aprecia en las figuras 2 a 6, comprende, básicamente, los siguientes elementos:

- una pluralidad de paneles solares térmicos (14) de tubos de vacío o captadores solares planos,

- una estructura soporte de los paneles solares térmicos (14) con la inclinación idónea según su ubicación respecto al arco diurno,

- una red de tuberías de 5 capas con barrera de oxígeno u otros materiales que garanticen la resistencia a temperaturas de 90°C con fluido caloportador que fluye por su interior en circuitos cerrados (15, 16),

- un colector (17) para varios circuitos,

- un depósito de inercia (18),

- bombas de impulsión (no representadas) para cada uno de los circuitos,

- un vaso de expansión solar (no representado),

- un primer circuito cerrado (15) de tubos con aislamiento desde los paneles térmicos (14) al depósito de inercia (18),

- un segundo circuito cerrado (16) de tubos con aislamiento desde el depósito de inercia (18) a los circuitos del suelo radiante (10) del invernadero (12),

- cuadro eléctrico (no representado),

- centralita de control (no representado),

- disipadores de calor (no representado),

En la figura 2 se aprecian las filas de paneles solares térmicos (14) del campo termosolar con las conducciones hasta el depósito de inercia (18), instalado, junto a otros elementos del sistema en una caseta (42) cercana al invernadero (12). A lo largo del recorrido se encuentran los vasos de expansión y las bombas de impulsión, tanto para el circuito de ida, como el de retorno, los cuales no se han representado por tratarse de elementos sobradamente conocidos. Sin embargo, sí que se aprecia en dicha figura 2, cómo desde el colector (17) se distribuye el agua caliente del depósito de inercia (18) a los diferentes circuitos del suelo radiante (10).

- Como sistema de aire forzado, la planta cuenta con un sistema de extracción de aire que, como se observa en la representación esquemática de la figura 4, esencialmente comprende:

- al menos, dos ventiladores (19) de extracción de aire, tipo tubo axiales o centrífugos, situados en un extremo del invernadero (12) opuesto a unas embocaduras de entrada (20) previstas en el otro extremo del invernadero (12); de preferencia, estos ventiladores (19) son de bajo consumo y están sincronizados con las compuertas de las embocaduras de entrada (20), de tal manera que los caudales de entrada y salida de aire sean idénticos; para evitar emisiones de gases contaminantes, de preferencia los ventiladores (19) de extracción cuentan con un filtro de compost y/o un filtro de material textil con microfiltro interior.

- opcionalmente, uno o más ventiladores tubo axiales interiores (no representados); en este caso se trata de ventiladores de bajo consumo que ayudan a impulsar el aire cuando la longitud del invernadero (12) lo haga necesario,

- una unidad de sincronización y regulación de los ventiladores (19) y las compuertas de las embocaduras de entrada (20).

- El sistema de precalentadores solares de aire (21), para evitar que el aire entre frío al invernadero (2), como se aprecia en la representación de la figura 6, comprende una serie de placas de precalentamiento rectangulares e inclinadas con una cubierta transparente de cristal en cuyo interior hay separaciones de dióxido de titanio. El espacio entre la cubierta de cristal y el fondo de la placa es de 60 mm, permitiendo la circulación de aire por su interior, el cual se recircula con el invernadero (12) a través de conductos de aire (22) correspondientes. El sistema de precalentamiento lleva un ventilador por depresión para vencer la pérdida de carga. El caudal del ventilador se regula automáticamente evitando que se produzcan condensaciones en el interior de las placas con pérdida de rendimiento del sistema.

- El sistema de recuperación de agua, como se aprecia también en la figura 6, comprende placas de condensación (23) consistentes en unas cajas o dispositivos de condensación en forma de placas metálicas, instalados en coincidencia con los conductos de aire (22) por los que pasa el aire del sistema de precalentadores, y un depósito de agua recuperada (24) donde se recoge el agua condensada.

De preferencia, el sistema de precalentadores de aire y el sistema de recuperación de agua se instalan alineados en el lateral sur del invernadero (12).

- El sistema de nebulización (36), que sirve para acelerar el proceso de secado del residuo en el interior del invernadero (12), comprende, esencialmente una bomba de impulsión (37) situada en el exterior de dicho invernadero (12) y una red interior de tubos ,que puede ser de diferentes materiales (acero inoxidable, poliolefina, cloruro de polivinilo, fluoropolímero), con boquillas de aspersión (38), ajustadas al tamaño de partícula, y suspendida a diferentes alturas a lo largo de las primeras % partes de la sección longitudinal del invernadero (12), tal como se aprecia en la representación esquemática de la figura 7. La bomba de impulsión (37) toma el líquido del interior de la cubeta (2) y lo nebuliza para aumentar la superficie de contacto con el aire caliente. El sistema de nebulización se regula mediante temporizador o mediante un sistema inteligente que recoge datos de temperatura y humedad relativa de sensores situados dentro de la instalación.

En cualquier caso, la planta comprende dos mecanismos para la reducción de emisiones, situados a lo largo del lado norte del invernadero (12) que, como se aprecia en la representación esquemática de la figura 3, consisten en:

- un sistema de oxidación avanzada (25), que comprende uno o más generadores radicales hidroxilos, que como se ha señalado, genera radicales hidroxilos mediante fotocatálisis heterogénea y reacción de ozono con peróxido de hidrógeno, o mediante reacción Fenton, o mediante reacción foto-Fenton, o mediante reacción UV/H<2>O<2>, o mediante reacción O3/carbón activo, o mediante<reacción Peroxona, o mediante reacción O3/UV, o mediante reacción>0<3/carbono>orgánico disuelto en matriz acuosa, o mediante radiaciones ionizantes, o mediante luz ultravioleta en vacío o mediante ultrasonidos para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles y la higienización del producto final; y

- un sistema de captura de amoniaco (26) que comprende una o más cajas de recuperación de amoniaco vinculadas a respectivos depósitos de solución ácida (27) (ácido clorhídrico o ácido sulfúrico) que actúan como trampas ácidas, y un sistema de autolavado de filtros (27.1) con recogida de aguas amoniacales.

Por otra parte, la planta comprende, además, como elementos de control (no representados), los siguientes:

- un equipo electroquímico (no representado) de medición continua de amoniaco en los ventiladores (19) de extracción de sistema de tratamiento,

- una estación meteorológica (no representada) exterior que mide: temperatura, humedad relativa, presión atmosférica, velocidad y dirección del viento,

- sensores interiores (no representados) que miden: temperatura y humedad relativa en el invernadero (12).

Además, el aporte de aire, vehiculado con el sistema de ventiladores (19) de bajo consumo, está controlado por una central PLC (Controlador Lógico Programable) (no representado). Los parámetros de regulación son las condiciones de temperatura y humedad relativa exteriores e interiores.

Por su parte, como campo fotovoltaico (28), como se aprecia en las figuras 2 a 6, y especialmente en la figura 2, comprende un conjunto de paneles fotovoltaicos instalados en un espacio acondicionado próximo al invernadero (12), con orientación sur, conectados a un inversor solar (29) e instalados de modo que el fluido caloportador del circuito intercambia calor con resistencias eléctricas colocadas al efecto en el interior de dos depósitos, uno de agua fría (30) y otro de agua caliente o depósito de inercia (18) que conecta con el circuito de suelo radiante (10). Opcionalmente, la energía fotovoltaica generada se puede acumular con baterías de ácido plomo o de litio. De preferencia, el campo fotovoltaico alimenta, a su vez, los motores y bombas eléctricas de la planta (1) de manera que la electricidad necesaria para el funcionamiento de la planta (1) generada por este campo fotovoltaico es de autoconsumo, pudiendo consistir en una instalación aislada con sistema de almacenamiento o estar conectada a red con un contrato de "batería virtual”.

Alternativamente, la planta (1) comprende, como punto de captación de energía externa para calentar el fluido del suelo radiante (10) de la cubeta (2), un sistema de bomba de calor aerotérmica (31) que, como se aprecia en las figuras 2 a 6, especialmente en la figura 2, comprende dos unidades exteriores de captación energética, una de calefacción (31.2) y una de frío (31.1) conectadas, respectivamente, a respectivas calderas de agua caliente (32) y de agua fría (33) que, a su vez, están asociadas a los depósitos de agua fría (30) y de agua caliente o depósito de inercia (18).

De manera alternativa al sistema aerotérmico, la planta (1) puede comprender un sistema de bomba geotérmica (35) como punto de captación de energía externa para calentar el fluido del suelo radiante (10) de la cubeta (2), el cual comprende, como se observa en la representación de la figura 5, un circuito primario (34) está sumergido en una balsa de almacenamiento de residuos líquidos, donde capta calor, estando dicho circuito primario (34) conectado con la caldera de agua caliente (32) que, a su vez, alimenta el depósito de inercia (18) que lleva el agua al suelo radiante (10).

De preferencia, los depósitos (30, 18) y las calderas (32, 33) están instaladas en la caseta (42) adyacente al invernadero (12).

Finalmente, cabe destacar que, para la recogida del concentrado o del sólido obtenido tras el tratamiento a partir del residuo introducido mediante la bomba de impulsión de residuos (40) en la cubeta (2) del interior del invernadero (12), la planta (1) comprende, sobre el suelo de dicha cubeta (2) un sistema de arrastre mediante arrobadera (39) que se monta sobre rieles y acopla a un cepillo con dientes rectangulares de caucho de alta resistencia mecánica y química que empuja el residuo seco o el concentrado líquido hasta un extremo de la cubeta (2). El sistema de activación de la arrobadera (39) es automático mediante temporizador o mediante un sistema inteligente que recoge datos de temperatura y humedad relativa de los sensores situados dentro del invernadero.

Además, en el extremo de la cubeta (2) hacia el que se empuja el producto obtenido, se prevé una canal con un tornillo sinfín (41) que transporta los subproductos a un espacio exterior techado o a depósitos o contenedores IBC (no representados).

A continuación, se describe un ejemplo práctico concreto de realización de la planta (1) objeto de la invención en que, como punto de captación de energía externa para alimentar térmicamente el fluido caloportador de circuito del suelo radiante, comprende un sistema de bomba de calor aerotérmica (31) asociado a un campo fotovoltaico (28) (con elementos de almacenamiento o conectado a red), consistente en una empresa ganadera o agroalimentaria que desea poder tratar 1000 metros cúbicos al año de residuos líquidos.

Cada zona geográfica tiene sus características. Para saber el aporte de radiación disponible se puede utilizar el software PV-GIS (Photovoltaic Geographical Informatic System), que provee datos en abierto de radiación solar y temperatura.

Para los cálculos de balance térmico tendremos en cuenta las aportaciones de la radiación solar por m2, la temperatura y humedad relativa del aire de entrada y la potencia y rendimiento del sistema de producción térmica, preferentemente alimentado con energías renovables; en el lado de las necesidades térmicas tendremos en cuenta la entalpía del agua, la energía necesaria para el salto de temperatura del residuo líquido desde la temperatura de ingreso hasta la temperatura de consigna y las pérdidas de energía a lo largo del circuito..

La superficie evaporativa de la cubeta (2) interior debe ser suficiente para conseguir la concentración o el secado total de una lámina de hasta 6 cm de espesor con un periodo de permanencia medio de 48 horas. En el caso del ejemplo, la superficie de la cubeta será de 108 m2 (6 x 18 m) dentro de un invernadero de 192 m2 (8 x 24 m).

La potencia de la bomba aerotérmica será de 45 kW con un COP medio de 4,5.

En el invernadero (12) estarán integrados 3 equipos de oxidación avanzada (25) generadores de radicales hidroxilos y 3 equipos de captura de amoniaco (26).

En el invernadero (12) estarán integradas 12 placas de precalentamiento de aire (21) y 6 equipos de condensación de agua (24).

El invernadero (12) contará con 2 ventiladores (19) extractores tubo axiales de 0,5 HP con un caudal individual en descarga libre de 5000 m3/h y 2 entradas de aire libres motorizadas del mismo diámetro.

El suelo radiante (10) estará conectado a 1 depósito de inercia (18) que acumulará 2000 litros de fluido caloportador.

El sistema de tratamiento estará asociado a un campo fotovoltaico (28) de 75 kWp conectado a la red con contrato de batería virtual o con un sistema de almacenamiento consistente en baterías de ácido-plomo o de litio con una capacidad útil de 215 kWh.

La instalación funcionará en continuo: bombeará residuos líquidos de la balsa o depósito de almacenamiento a la superficie del invernadero (12) hasta una altura de 6 cm. Una vez lleno, se activará la bomba del sistema de nebulización (36). Se activarán los dispositivos de oxidación avanzada y de captura de amoniaco. Se adecuará el caudal de extracción a las condiciones ambientales exteriores pasando el aire por dos filtros, uno de compost y otro de material textil con microfiltro. Se activarán las placas de condensación (23), recuperando una parte del agua del residuo, que se recoge en una balsa o depósito adyacente.

Durante la noche, la instalación seguirá funcionando con el calor proporcionado por la bomba de calor aerotérmica (31).

Tras un ciclo de evaporación, cuya duración se controlará con un temporizador o con sensores internos de temperatura y humedad relativa, se activará el sistema de arrastre mediante arrobadera (39) empujando el líquido concentrado o residuo seco hasta una canal en forma de V en cuyo interior se encuentra alojado un tornillo sinfin (41) que lo transportará hasta un depósito general o un contenedor IBC. Tras el recorrido, la arrobadera volverá a su posición inicial activando la orden de bombeo del residuo líquido a la cubeta del invernadero.

El agua recuperada será reutilizada como agua de riego o limpieza o bien se le aplicará un tratamiento de potabilización. El agua de limpieza de los filtros y la solución de cloruro de amonio o sulfato de amonio se aprovecharán como abono líquido para aplicar en el riego por aspersión. El cloruro de amonio y el sulfato de amonio pueden someterse a un proceso de evaporación para obtener las sales.

Todo el proceso estará controlado por:

- Sensores de pH para las soluciones ácidas

- Reguladores de ventilación según temperatura y humedad relativa exterior - Sondas de amoniaco en la salida de los extractores

- Sensores de temperatura en el circuito caloportador

- Sensores de temperatura y humedad relativa exteriores e interiores

- Caudalímetros en el circuito del fluido caloportador

- Controlador PLC de funcionamiento del sistema

- Contadores inteligentes de doble vía para la instalación fotovoltaica

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación que, comprendiendo un recinto de evaporación formado por una cubeta (2) y un invernadero (12) y un sistema de aire regulado de ventiladores (19) de extracción, está caracterizado por comprender:

- un sistema de suelo radiante (10), con un circuito hidrotérmico, de tubo de polietileno reticulado, polietileno multicapa, polibutileno o acero inoxidable aislado del suelo con capa de protección superior (4.1), de poliestireno expandido u otros materiales de baja conductividad, cubierto con mortero o con hormigón;

-al menos un punto de captación de energía externa para, al menos, calentar el fluido caloportador del suelo radiante (10);

-al menos, un depósito de inercia (18) en el circuito hidrotérmico que actúa como unidad de almacenamiento de energía térmica excedentaria;

-un sistema de oxidación avanzada (25), generador de radicales hidroxilos por sistema seleccionado entre: fotocatálisis heterogénea y reacción de ozono con peróxido de hidrógeno; o reacción Fenton, reacción foto-Fenton; o reacción UV/H2O2; o reacción O3/carbón activo; reacción Peroxona; o reacción O3/UV; o reacción O3/carbono orgánico disuelto en matriz acuosa; o radiaciones ionizantes; o luz ultravioleta en vacío; o ultrasonidos para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles y la higienización del producto final;

-un sistema de captura de amoniaco (26), consistente en un circuito de solución ácida y filtros textiles a través de los cuales circula el aire del interior del invernadero y un sistema de autolavado de filtros con recogida de aguas amoniacales; y

-un sistema de nebulización (36) que recoge el líquido de la cubeta (2) y lo nebuliza dentro del invernadero (12).

2. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el invernadero (12) tiene una estructura laminar de doble pared plástico térmico con cámara de aire que constituye el cerramiento del mismo para evitar pérdidas térmicas.

3. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende placas de condensación (23) como sistema de recuperación de agua de los residuos.

4. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende un intercambiador de calor de inmersión para enfriar el fluido de los condensadores.

5. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de precalentadores solares de aire (21) que calientan el aire que entra en el interior del invernadero (12).

6. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende un campo termosolar (13).

7. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende un campo fotovoltaico (28), así como uno o más depósitos de inercia en el circuito hidrotérmico que, además de actuar como unidades de almacenamiento de energía térmica excedentaria, actúan como unidades de intercambio de energía térmica procedente de una o varias resistencias eléctricas al fluido caloportador.

8. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende una bomba geotérmica (35).

9. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende una bomba de calor aerotérmica (31).

10. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende una o varias calderas de biomasa.

11. - Planta para el tratamiento de residuos líquidos y sólidos, procedentes de empresas ganaderas, agrícolas, agroindustriales o industriales, mediante evaporación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, como punto de captación de energía externa, comprende una o varias calderas de gas natural, propano o gases licuados del petróleo.