Una solución sostenible para la producción de fertilizantes

En las siguientes líneas, el autor (Sven Truckenmüller, consultor técnico de Gestión de Aplicaciones de Gemü) describe un proceso innovador para manejar el estiércol líquido y el digestato de plantas de biogás, transformando estos residuos en productos útiles y reduciendo la contaminación. El proceso implica la separación de nutrientes, recuperación de fosfatos y amoníaco, y concentración de potasio para crear fertilizantes. Esta solución ayuda a minimizar la sobrefertilización y los costes adicionales para los agricultores.

En el pasado, el estiércol líquido y el digestato de las plantas de biogás se utilizaban como estiércol agrícola en terrenos cultivables. Estos materiales contienen nutrientes esenciales como fósforo, nitrógeno y potasio, los cuales son absorbidos por las plantas. Sin embargo, el aumento en la práctica agrícola ha llevado a una fertilización excesiva, lo que provoca la contaminación de aguas subterráneas y superficiales, incluyendo ríos, lagos y mares. Para abordar este problema, la reciente modificación de la Ordenanza de Fertilización impondrá restricciones significativas en las cantidades y tiempos de aplicación permitidos.

El aumento en la práctica agrícola ha llevado a una fertilización excesiva, lo que provoca la contaminación de aguas subterráneas y superficiales 

Para los agricultores, esto implica un esfuerzo adicional y costes mayores relacionados con el almacenamiento, transporte y, en algunos casos, la eliminación del estiércol. En respuesta a este desafío, se están buscando soluciones innovadoras. La Unión Europea ha reconocido la importancia del fosfato como recurso clave y, dado que el estiércol líquido es una fuente rica en fosfatos, se considera crucial para la extracción de este mineral.

La empresa Geltz Umwelttechnologie GmbH ha desarrollado un proceso denominado NuTriSep para abordar estos problemas. Este proceso separa los componentes individuales del estiércol, generando varios productos comerciales. A través de este enfoque, los nutrientes deseados pueden ser suministrados a los campos agrícolas de manera más precisa. El agua residual del proceso, al tener un bajo contenido en nutrientes, puede ser utilizada para el riego. En caso necesario, esta agua puede someterse a un tratamiento adicional para alcanzar los estándares de calidad requeridos para su descarga en ríos o mares.

En el ámbito de válvulas y equipos, el especialista en válvulas GEMÜ ha desempeñado un papel crucial en la transición de la planta piloto a una planta a gran escala. Gracias a sus asesores técnicos y a la amplia gama de productos ofrecidos, como válvulas de diafragma, válvulas de mariposa, válvulas de bola y válvulas de retención, ha contribuido al éxito del proyecto. La asistencia técnica y las visitas in situ al cliente final han sido fundamentales para la implementación exitosa del proceso.

Separación de sólidos orgánicos y sustitución de turba

El primer paso en el proceso NuTriSep consiste en acidificar el digestato de la planta de biogás para separar los nutrientes de la fracción sólida. Posteriormente, los sólidos se separan mediante una filtración en varios pasos. Estos sólidos orgánicos tienen una estructura y composición similares a las de la turba, pero, a diferencia de esta última, su uso no implica un daño ambiental significativo. Por lo tanto, este sustituto de la turba se convierte en un producto valioso para la jardinería.

El agua residual del proceso, al tener un bajo contenido en nutrientes, puede ser utilizada para el riego

La dosificación del ácido se realiza utilizando bloques de válvulas de diafragma conectados a caudalímetros de área variable (Rotámetros). Este sistema de dosificación, facilitado por la estructura de bloques multivía de GEMÜ, es sencillo de instalar. En la filtración por membrana, se emplean válvulas de mariposa accionadas neumáticamente para los procesos de enjuague.

Para proteger la planta de una presión excesiva, las bombas de desplazamiento positivo están equipadas con una válvula reguladora de presión. En caso de que la presión en el lado de la bomba supere el valor establecido debido a una obstrucción u otro problema, la válvula reguladora se abre hacia el lado de succión, aliviando el exceso de presión.

Recuperación y uso de nutrientes

Separación del fosfato – obtención de sal de fosfato. Los fosfatos disueltos se precipitan del líquido en forma de sal de fosfato, la cual puede ser vendida como fertilizante.

Scrubber de amoníaco – solución de nitrógeno. El líquido liberado tras la separación del fosfato se neutraliza con hidróxido potásico y se calienta. En una columna posterior, el líquido se rocía a contracorriente con aire caliente. Debido al aumento en el pH y la temperatura, el amoníaco se libera del agua y pasa al aire (extracción de amoníaco). El aire con amoníaco se introduce en un scrubber ácido, donde el amoníaco se lava con ácido sulfúrico y reacciona para formar sulfato de amonio. Este sulfato de amonio puede ser utilizado como fertilizante.

Concentración de potasio – fertilizante potásico. Después de la extracción de amoníaco, el agua residual con potasio se puede concentrar. La solución de potasio resultante también se utiliza como fertilizante. El agua restante puede ser empleada, por ejemplo, en riego por aspersión.

Esquema del proceso NuTriSep

1. Separación de materia orgánica.

2. Sustitución de turba.

3. Precipitación de fosfato.

4. Obtención de sales de fosfato.

5. Eliminación de amoníaco.

6. Solución de nitrógeno (ASL).

7. Concentración de potasio.

8. Producción de fertilizante potásico

9. Posibilidad de descarga directa o riego.

La Unión Europea ha reconocido la importancia del fosfato como recurso clave

El proceso NuTriSep no solo mitiga la sobrefertilización del suelo y reduce los costes adicionales para los agricultores, sino que también genera varios productos comerciales, creando una situación beneficiosa para todas las partes involucradas.

GEMÜ ha ampliado su gama de soluciones con bloques de válvulas multivía fabricados en plásticos duraderos, como PVC-U, que son idóneas para su uso con medios ácidos. Estos bloques de válvulas están diseñados para ser compactos y adaptables, permitiendo una instalación rápida y sencilla. Los bloques se ensamblan y entregan listos para su uso, reduciendo el tiempo de montaje y los costes de mantenimiento. Con opciones modulares y ampliables, el sistema cubre la mayoría de las variantes con unos pocos diseños básicos, garantizando una solución económica y eficiente para diversas aplicaciones en la industria química, tratamiento de aguas y otros campos.