Los lodos o fangos de depuradora generados a partir de la depuración de las aguas residuales presentan una composición variable de sólidos y agua, dependiendo del origen de las aguas residuales (urbanas o industriales) y de los tratamientos llevados a cabo.
Entre las materias suspendidas o disueltas que presentan podemos encontrar algunas con valor agronómico (materia orgánica, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y otros micronutrientes esenciales para las plantas) y otras con potencial contaminante como los metales pesados, los patógenos y los contaminantes orgánicos.
Esta variación en la composición de los lodos hace que su caracterización, gestión y tratamiento sean complejos.
Según la Ley de residuos y suelos contaminados, esta gestión la puede realizar la propia planta de depuración de aguas residuales (EDAR) o a través de gestores autorizados, siguiendo los principios de la política de residuos relativos a la protección del medioambiente y la salud humana, y aplicando la jerarquía de residuos (prevención, reciclaje, valorización y eliminación).
En este sentido, uno de los tratamientos aplicables a los lodos de depuradora es la digestión anaerobia, que permite su valorización energética con la obtención de biogás.
El proceso consiste en la degradación de la materia orgánica mediante la acción de microorganismos, en el interior de un reactor hermético (digestor) que permite mantener las condiciones controladas (ausencia de oxígeno, temperatura, pH y humedad) para optimizar el proceso.
El biogás resultante de este proceso puede utilizarse para generar energía para la propia instalación (autoconsumo) o bien depurarse (upgrading) para la obtención de biometano.
Los lodos restantes (digestato) pueden también aprovecharse para la obtención de fertilizantes orgánicos tras ser sometidos a un proceso posterior de compostaje.
Se trata de una solución eficaz y sostenible para la gestión de este residuo orgánico, del que se generan unas 1.200.000 toneladas al año en España.
Una solución que también se enmarca en los principios del modelo de economía circular.
De ahí la importancia de seguir incorporando mejoras e innovaciones que hagan más eficiente este proceso de valorización energética de fangos de depuradora.
Mejora de los procesos de valorización de fangos de depuradora
La mejora de los procesos de valorización de fangos de depuradora implica la selección cuidadosa de los mismos para lograr la máxima eficiencia global: optimización del tratamiento y máxima producción de gas renovable mediante soluciones eficientes energéticamente.
Un ejemplo de esta mejora de procesos lo tenemos en el diseño de la planta de biometanización de fangos procedentes de diferentes estaciones depuradoras gestionadas por SOMACYL (La Sociedad Pública de Infraestructuras y Medio Ambiente de Castilla y León, S.A.), en Cabezón de Pisuerga (Valladolid).
Este proyecto forma parte del compromiso de SOMACYL con la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, incorporando en el diseño de la planta un nuevo modelo de valorización energética de fangos que permitirá su óptimo proceso de tratamiento e higienización.
Genia Bioenergy, junto a SGC San Gregoriom, han estado a cargo de la construcción y puesta en marcha de la planta de biometano.
La planta de biometano de Cabezón de Pisuerga (Valladolid) como modelo
La planta de biometano de Cabezón de Pisuerga tendrá capacidad para el tratamiento de 12.364 m³/año de lodos, con un caudal diario de tratamiento de 33,87 m³/día.
Esto permitirá la producción de gas renovable (biometano) generado de manera local, con un caudal diario de 1.886,96 Nm3/día, el equivalente a 425.288,21 Nm³/año.
Los procesos llevados a cabo en la planta incluyen un pretratamiento innovador de los lodos que consiste en un sistema de hidrólisis térmica en continuo, a alta temperatura (150-180˚C).
Este pretratamiento permite higienizar los fangos de entrada de forma segura, así como optimizar la disponibilidad de la materia orgánica mediante la rotura celular de los lodos. Esto último contribuye a optimizar el proceso de valorización posterior.
Para llevar a cabo el pretratamiento se procede a la recuperación de calor, asegurando así la eficiencia energética del proceso.
El paso siguiente al pretratamiento es el proceso de valorización mediante la digestión anaerobia.
Durante esta digestión anaerobia tiene lugar la degradación de la materia orgánica por la acción de bacterias, en condiciones de ausencia de oxígeno y a una temperatura de 38-40 ˚C.
La producción de biogás tras este proceso es equivalente a 79 Nm³/h.
El biogás generado es luego sometido a un proceso de limpieza y depuración, donde se elimina el agua, el CO2 y otros compuestos, mediante un sistema de upgrading de membranas. Esto permite la obtención del biometano con una concentración de metano (CH4) superior al 98%.
El biometano obtenido tras todos estos procesos de valorización de los lodos de depuradora será luego inyectado a la red del sistema gasista.
Sostenibilidad y economía circular como objetivo
La finalidad de un proyecto como el llevado a cabo por SOMACYL es mejorar la sostenibilidad del tratamiento de los lodos de depuradora, mediante procesos basados en el concepto de economía circular.
Y para lograrlo se han planteado los siguientes objetivos:
- Optimizar el proceso de higienización y tratamiento de los fangos, mejorar las propiedades físico-químicas del digestato como material de abono (respecto a las características de los fangos de entrada) y eliminar los malos olores.
- Maximizar la valorización energética mediante la producción de biometano, un gas renovable de características similares al gas natural, lo que permite su sustitución. Esto, a su vez, contribuye a la independencia energética del país.
- Contribuir a la descarbonización y a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
- Optimizar la eficiencia energética del proceso global de valorización de lodos de depuradora.
- Contribuir al desarrollo de la economía local con la creación de empleo, tanto en los procesos de diseño, construcción, como en la puesta en marcha y operación de la planta.
Genia Bioenergy como experta en servicios integrales en toda la cadena de valor de biogás y biometano ha introducido mejoras en las soluciones técnico-económicas adoptadas en este proyecto, consiguiendo con ello soluciones globales más eficientes y sostenibles una vez la planta esté construida y en funcionamiento.
