La hidrólisis térmica puede integrarse en la línea de lodos en cuatro configuraciones (pre-tratamiento, inter-tratamiento, post-tratamiento o solo lodo secundario), con distinto CAPEX (inversión en digestión y en tratamiento térmico) y OPEX (generación neta de biogás e higienización).
El pre-tratamiento minimiza el CAPEX en digestión, mientras que el inter-tratamiento mejora el balance energético con una digestión sobredimensionada. La hidrólisis solo de lodo secundario combina ambas ventajas sin lograr la higienización y el post-tratamiento prioriza la reducción del volumen de biosólido.
La configuración óptima depende del equilibrio entre estos factores, de los costes energéticos y de gestión del biosólido y de los requisitos normativos específicos en cada caso.
La hidrólisis térmica puede integrarse en la línea de lodos de distintas maneras, en función de su ubicación respecto a la digestión anaerobia y del lodo que trate. Cada una de las cuatro configuraciones principales supone un compromiso diferente entre inversión (CAPEX) y costes operativos (OPEX).
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En esta configuración, la hidrólisis térmica trata todo el lodo primario y secundario antes de su entrada a digestión. Es el esquema más habitual y permite reducir de forma muy significativa el volumen de digestión y su CAPEX asociado, a cambio de un proceso térmico de mayor tamaño que trata el 100% del lodo fresco. Es la configuración de referencia en plantas nuevas donde la prioridad es minimizar la inversión en digestión.
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La hidrólisis térmica se ubica entre una pre y una post-digestión. Al eliminarse en la pre-digestión parte de los sólidos volátiles, se reduce el caudal del tratamiento térmico y, por tanto, su tamaño, su coste y su consumo de energía. En la post-digestión se maximiza la conversión de materia solubilizada en biogás, consiguiendo una mejor eficiencia energética global. La contrapartida de esta configuración es que requiere un mayor volumen de digestión, al disponer de dos etapas biológicas. Esto la hace especialmente interesante cuando la digestión existente está sobredimensionada o cuando el OPEX derivado del balance energético es más crítico que el CAPEX de la digestión.
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En esta configuración la hidrólisis térmica es posterior a la digestión en base a que, con el objetivo de minimizar el volumen de biosólido aumentando su sequedad, el lodo hidrolizado se deshidrata mejor que el lodo digerido. El escurrido de post-deshidratación, con una alta fracción de DQO soluble, se retorna al digestor para convertirse en biogás. Es una configuración menos madura que puede ser la más indicada cuando minimizar el coste de gestión del biosólido es el principal estímulo económico del proyecto.
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Otra opción es hidrolizar únicamente el lodo secundario o biológico, que se alimenta a la digestión tras mezclarse con el lodo primario no hidrolizado. Al tratar solo parte del lodo fresco, la hidrólisis térmica es sensiblemente más pequeña y requiere menos energía que en el pre-tratamiento. El balance energético es favorable, por ser el lodo primario muy biodegradable per se, y la principal desventaja es que, a diferencia del resto de esquemas, no garantiza la eliminación de patógenos. Por ello, puede ser una alternativa interesante cuando la higienización no es un requisito regulatorio.
Se comparan a continuación los principales parámetros técnicos de los cuatro esquemas de digestión anaerobia avanzada con hidrólisis térmica. No existe una configuración universalmente mejor, sino que será específica según los costes energéticos y de gestión del biosólido, la capacidad instalada existente y los requisitos regulatorios de cada caso particular.
Por ello, la selección de la solución óptima se aborda mediante un análisis técnico‑económico a medida. Si quieres tu estudio de viabilidad y rentabilidad de cómo pueden implementarse estas configuraciones mediante el Proceso Polanco de hidrólisis térmica en continuo, proporciónanos unos pocos datos de tu planta y en menos de 2 semanas te lo haremos llegar.
| Digestión anaerobia convencional |
(1) Pre-tratamiento |
(2) Inter-tratamiento |
(3) Post-tratamiento |
(4) Solo lodo secundario |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| Alimentación hidrólisis térmica | - | Lodo mixto fresco | Lodo mixto digerido | Lodo mixto digerido + escurridos | Lodo secundario fresco | |
| CAPEX | Volumen de digestión anaerobia | 1001 | < 50 | 100 | 100 | < 55 |
| Capacidad de hidrólisis térmica | - | 1001 | < 66 | < 66 | < 45 | |
| OPEX | Eficiencia energética | Baja | Media | Muy Alta | Alta | Alta |
| Coste de gestión de biosólido | Alto | Bajo | Bajo | Muy bajo | Bajo | |
| Biosólido higienizado | No | Sí | Sí | Sí | No | |
| Factor determinante | - | Minimización del CAPEX de digestión | Optimización del OPEX energético | Reducción del coste de gestión de biosólido | Higienización no es un requisito | |
| 1 Base 100 de comparación | ||||||
El pre-tratamiento del lodo antes de la digestión anaerobia es la configuración más extendida porque, al minimizar el volumen de digestión y el CAPEX asociado, es especialmente atractiva para plantas nuevas.
El inter-tratamiento, donde la hidrólisis térmica se ubica entre una pre y una post-digestión, hidroliza el lodo digerido y maximiza la recuperación de energía en forma de biogás.
El inter-tratamiento es la opción preferente cuando hay sobrecapacidad y no se requiere inversión adicional en digestión, ya que prioriza el OPEX energético.
Cuando el principal objetivo del proyecto es reducir el volumen y coste de gestión del biosólido, ya que en esta configuración la mejora de la deshidratabilidad es el principal beneficio.
Cuando se busca un sistema térmico compacto y energéticamente eficiente y la higienización no es un requisito normativo. Al tratar solo el lodo biológico, se reduce el tamaño de la instalación y su demanda energética, pero a costa de no conseguir la higienización del biosólido.
No. La configuración óptima depende del equilibrio entre CAPEX y OPEX, de los costes energéticos y de gestión de biosólidos y de los requisitos regulatorios, por lo que debe identificarse caso a caso mediante un análisis de viabilidad técnico‑económico.
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