La contaminación atmosférica es uno de los principales problemas en muchas zonas urbanas de todo el mundo, y la preocupación por el medio ambiente, la responsabilidad por nuestro planeta y la sensibilización de la población se están convirtiendo en una prioridad. Por desgracia, las industrias de combustibles, metalúrgica, química y papelera, así como los vertederos municipales, se están convirtiendo cada vez más en fuentes de contaminación atmosférica. La tecnología de reactor trifásico compacto (KBT) desarrollada por Ekoinwentyka utilizando la automatización JUMO es un enfoque moderno y proecológico al problema de la eliminación de la contaminación atmosférica en el sector industrial utilizando microorganismos. ¡Siga leyendo!
Instalación piloto y de demostración
Biodegradación de una mezcla de mercaptanos, NH3, H2S, COV (planta de compostaje)
Los biorreactores permiten purificar el aire que sale de las naves de producción, las cámaras de pintura, las chimeneas de ventilación o las minas. Además de los compuestos orgánicos volátiles (COV), permiten eliminar los olores o el sulfuro de hidrógeno. De la gran cantidad de contaminantes que se emiten a la atmósfera, los COV son uno de los grupos de contaminantes atmosféricos más peligrosos. Se les atribuyen efectos adversos sobre el cambio climático y potencial cancerígeno. El uso de métodos biológicos de tratamiento de COV basados en conocimientos técnicos propios es el núcleo de los biorreactores biotecnológicos.
Biopurificación del aire a 1.000 metros bajo tierra en la mina KGHM Polska Miedź S.A..
La planta KBT está totalmente automatizada, lo que permite supervisar y controlar el proceso a distancia. El sistema de automatización de mediciones utilizado consta de:
Gracias a estas soluciones avanzadas, el proceso de supervisión y automatización de los biotrituradores garantiza la máxima eficacia y estabilidad del funcionamiento de la planta, además de minimizar los costes de explotación.
Para garantizar que el líquido del sistema de bioscrubbers fluye de forma óptima, es necesario controlar el caudal con precisión. Un caudal demasiado lento puede conducir a un tratamiento ineficaz, mientras que un caudal demasiado rápido puede conducir a un consumo innecesario de energía y al estrés del sistema. Ekoinwentyka ha utilizado caudalímetros como:
Durante la puesta en servicio de la versión Ex/ATEX del caudalímetro de aire
Caudalímetros electromagnéticos de fase líquida
La sonda de turbidez en el bioscrubber se utiliza para controlar la cantidad de biomasa, la tasa de multiplicación de los microorganismos y para detectar posibles «pinchazos» del filtro que puedan dar lugar a la entrada de sólidos en suspensión no deseados en el biorreactor con el aire.
Ekoinwentyka decidió automatizar el control de la cantidad de microorganismos utilizando las sondas de turbidez JUMO ecoLine NTU. Esta avanzada sonda óptica controla el nivel de turbidez del agua que fluye a través del bioscrubbers, utilizando el fenómeno de la dispersión de la luz. Con un amplio rango de medición y una comunicación tolerante a fallos a través de la interfaz RS485 y el protocolo Modbus, la JUMO ecoLine NTU proporciona lecturas precisas y fiables en tiempo real.
Medidores de turbidez con transductores de pH JUMO AQUIS 500. Medición por infrarrojos (880 nm) según el principio de medición de luz difusa a 90° (según DIN EN ISO 7027).
La obstrucción del biolavador es uno de los problemas que pueden reducir la eficacia del proceso de purificación del aire. Para evitarlo, es importante controlar la presión diferencial en el sistema, lo que permite detectar a tiempo los problemas de flujo de gas. Ekoinwentyka decidió utilizar un transmisor de presión diferencial multibanda JUMO, diseñado específicamente para trabajar con gases no agresivos.
Medición de la presión diferencial en la entrada y la salida del biorreactor para la purificación del aire.
El sensor de temperatura del aire y del agua controla los rebasamientos de los valores límite y optimiza las condiciones de trabajo de los microorganismos. La mayoría de los procesos industriales de purificación de gases tienen lugar en el intervalo de 15-40 °C. Desde el punto de vista microbiológico, el óptimo se produce en torno a los 37°C. Curiosamente, en el intervalo de 20-40°C, la actividad biológica de microorganismos especialmente seleccionados se duplica por cada 10°C de aumento de la temperatura.
La medición del pH se integra con un sistema de bombas dosificadoras de solución nutritiva para microorganismos y bombas dosificadoras de ácidos y bases para mantener el nivel óptimo de pH en el biolavador. Las condiciones aceptables para los microorganismos son niveles de pH entre 5 y 9, pero su mayor actividad se da en niveles de pH entre 7 y 8. Para un rendimiento óptimo de la purificación del aire, también es importante mantener estables los valores de pH y evitar fluctuaciones de 2-3 unidades de pH.
El paso clave hacia la automatización fue la introducción del transmisor y controlador de pH JUMO ecoTRANS pH 03.
Un sensor de nivel en los contenedores de palets activa una alarma cuando se alcanza un nivel bajo, lo que permite reponer la solución nutritiva, el ácido y el álcali a tiempo, garantizando la continuidad del sistema.
Al calibrar el electrodo de pH en la estación de prueba para el biorreactor de purificación de aire
Bombas peristálticas que funcionan con electrodos de pH y sensores de nivel
Las colonias de microorganismos tratan los contaminantes orgánicos como un tipo de alimento, fuente del carbono que necesitan para vivir. Los nutrientes adicionales se aportan en forma disuelta en el agua. Las sales minerales más utilizadas son: KH2PO4, KNO3, (NH4)2SO4, NH4Cl, CaCl2, MgSO4, MnSO4 o FeSO4.
El uso de biorreactores permite cumplir la normativa vigente de la Unión Europea en materia de protección del medio ambiente. Para las empresas, esto significa reducir las tasas de emisión y eliminar el riesgo de sanciones por superarlas. El proceso se lleva a cabo a baja temperatura (30°C) y a presión atmosférica, por lo que los costes de funcionamiento del proceso son bajos. Además, la planta no requiere el uso de catalizadores caros y la automatización utilizada tiene bajos costes de funcionamiento
El alto grado de automatización y la posibilidad de supervisión en línea a través de un sistema SCADA también proporcionan confianza en que el proceso funciona correcta y eficazmente, lo que se traduce en calidad de servicio y satisfacción del cliente.
La vida útil estimada de la instalación es de 20 años.
Damian Kasperczyk, Doctor, Presidente de Ekoinwentyka Sp. z o.o., presentando los resultados de la investigación llevada a cabo en la mina de azufre de Osiek, perteneciente al Grupo Azoty «Siarkopol».
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