Tratamiento físico-químico del purín
Aritz Lekuona. Ade Biotec. España ()
03-abr-2007 (hace 17 años 7 meses 19 días)En una separación sólido-líquido convencional, en la que
tercian medios exclusivamente mecánicos, el % de sólidos y nutrientes
eliminados no es muy elevado. Esto es debido a que el purín está
constituido en su mayor parte por partículas sólidas tan pequeñas,
que se comportan, a efectos prácticos, como si estuvieran disueltas.
Este tipo de partículas se llaman coloides y son las que le dan el color
marrón al purín y contienen la mayor parte de la fracción
sólida.
El tratamiento físico-químico se basa en la utilización de substancias químicas que tienen la propiedad de agregar estos coloides en partículas mayores, y por tanto más fáciles de separar. Estos agregados mayores se llaman flóculos.
Así, el tratamiento físico-químico se constituye de dos etapas:
Floculación
Algunos ejemplos de floculantes naturales son la clara de huevo o la gelatina de pescado, pero debido a su alto coste, suelen usarse floculantes sintéticos: son polímeros biodegradables procedentes de derivados del petróleo.
Para elegir el floculante más adecuado a nuestro purín, sólo cabe la realización de pruebas in situ con diferentes combinaciones de los mismos, hasta dar con la combinación que dé como resultado unos flóculos adecuados con el menor consumo de reactivos posible. A veces se añaden, antes del floculante, algunas sales como cloruro férrico o policloruro de aluminio, para potenciar su acción.
Electrocoagulación
La electrocoagulación es un caso especial de floculación, en el que los reactivos necesarios se forman in situ.
Se basa en hacer pasar el purín entre placas de hierro paralelas entre sí. Se hace pasar una corriente continua de una placa a otra, de forma que atraviesa el purín. Esto provoca la disolución del hierro en el purín, cuya acción provoca la floculación.
Las ventajas de flocular de esta forma radican en una eliminación de sólidos y nutrientes mayor y un coste algo menor, porque lo que se consume es sobretodo electricidad.
Separación de los flóculos
Lo que se le pide a un sistema de separación de flóculos es que:
Cuando el purín es relativamente diluido, a veces los flóculos se separan por un sistema de flotación con microburbujas. Así, la fracción que entra a la separación de flóculos no es todo el purín floculado, sino sólo los flóculos, que se han separado en forma de espuma. Se consigue así un funcionamiento más flexible y algo más robusto.
Rendimientos
La principal ventaja es que la eliminación de sólidos es mucho mayor que con un sistema de separación convencional. Aunque depende del propio purín y del sistema de separación de flóculos, los resultados de un físico-químico con un purín medio serían los siguientes:
Eliminaciones orientativas.
Fuente: Universitat de Vic – Sart 2003 y elaboración propia
Costes
El coste de este tratamiento lo constituyen sobretodo los reactivos químicos. A grandes rasgos, a más materia seca del purín, más reactivos necesitaremos. En términos generales, con los precios actuales de los reactivos, estaríamos entre 0,8 y 1,5 €/m3 de coste de tratamiento.
El tratamiento físico-químico se basa en la utilización de substancias químicas que tienen la propiedad de agregar estos coloides en partículas mayores, y por tanto más fáciles de separar. Estos agregados mayores se llaman flóculos.
Así, el tratamiento físico-químico se constituye de dos etapas:
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- Dosificación
de las substancias químicas para formar los flóculos: floculación. - Separación de los flóculos formados y prensado de los mismos. |
 Formación
de flóculos tras la adición de un floculante a la fracción
líquida del purín. Purín tamizado a la derecha, tras
adición de floculante a la izquierda. |
Floculación
Algunos ejemplos de floculantes naturales son la clara de huevo o la gelatina de pescado, pero debido a su alto coste, suelen usarse floculantes sintéticos: son polímeros biodegradables procedentes de derivados del petróleo.
Para elegir el floculante más adecuado a nuestro purín, sólo cabe la realización de pruebas in situ con diferentes combinaciones de los mismos, hasta dar con la combinación que dé como resultado unos flóculos adecuados con el menor consumo de reactivos posible. A veces se añaden, antes del floculante, algunas sales como cloruro férrico o policloruro de aluminio, para potenciar su acción.
Electrocoagulación
La electrocoagulación es un caso especial de floculación, en el que los reactivos necesarios se forman in situ.
Se basa en hacer pasar el purín entre placas de hierro paralelas entre sí. Se hace pasar una corriente continua de una placa a otra, de forma que atraviesa el purín. Esto provoca la disolución del hierro en el purín, cuya acción provoca la floculación.
Las ventajas de flocular de esta forma radican en una eliminación de sólidos y nutrientes mayor y un coste algo menor, porque lo que se consume es sobretodo electricidad.
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| Reactor de elecrocoagulación visto por la parte superior. Obsérvese los flóculos flotando en forma de espuma. | Aspecto de purín floculado mediante electrocoagulación. |
Separación de los flóculos
Lo que se le pide a un sistema de separación de flóculos es que:
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-
Que deje la fracción de flóculos separados con una sequedad
como para que se pueda apilar. Esto es importante ya que la floculación
provoca que la fracción sólida separada sea más pastosa. - Que sea un sistema robusto ante las variaciones de la calidad del flóculo: la variabilidad del purín produce que, con los mismos reactivos, a veces los flóculos se vuelvan quebradizos o muy pequeños. Los sistemas habitualmente empleados en la separación de los flóculos son: - Rototamices o tamices estáticos: a estos separadores que se usan con purín bruto, puede añadírseles floculante en el bombeo y resulta un sistema muy sencillo. Sin embargo, dan problemas de sólido demasiado pastoso. |
-
Filtro banda: se trata de una tela rodante que retiene los flóculos
y los prensa en la misma tela. Obtiene un sólido seco, es sencillo
y de bajo coste, sin embargo, necesita un flóculo bien definido
y grueso y por ello consume bastante floculante. |
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Decantadora centrífuga: separa por la elevada velocidad de rotación.
Es robusto frente a flóculos mal formados, obtiene una alta sequedad.
Sin embargo, tiene una inversión relativamente elevada. No consume
tanto floculante, pero a veces “se le escapan” algunos flóculos. |
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Filtro prensa: se trata de una tela filtrante que funciona a altas presiones.
Retiene bien todos los flóculos, es robusto frente a flóculos
mal formados y obtiene un sólido muy seco en forma de torta. Tiene
una inversión relativamente elevada. |
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| Filtro prensa | Torta de filtro prensa |
Cuando el purín es relativamente diluido, a veces los flóculos se separan por un sistema de flotación con microburbujas. Así, la fracción que entra a la separación de flóculos no es todo el purín floculado, sino sólo los flóculos, que se han separado en forma de espuma. Se consigue así un funcionamiento más flexible y algo más robusto.
Rendimientos
La principal ventaja es que la eliminación de sólidos es mucho mayor que con un sistema de separación convencional. Aunque depende del propio purín y del sistema de separación de flóculos, los resultados de un físico-químico con un purín medio serían los siguientes:
| % eliminación | ||||
| Físico-químico convencional | Electrocoagulación | |||
| Eficiencia reducción | Rendimiento eliminación | Eficiencia reducción | Rendimiento eliminación | |
| Sólidos totales | 78-86 | 79-87 | 82-90 | 84-92 |
| N total | 36-46 | 37-48 | 60-70 | 64-76 |
| P total | 67-77 | 70-80 | 70-80 | 73-81 |
Costes
El coste de este tratamiento lo constituyen sobretodo los reactivos químicos. A grandes rasgos, a más materia seca del purín, más reactivos necesitaremos. En términos generales, con los precios actuales de los reactivos, estaríamos entre 0,8 y 1,5 €/m3 de coste de tratamiento.