BRPI0903285A2 - método para a redução de volume e massa de resìduo doméstico - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um método para a redução de volume e massa de resíduo doméstico incluindo as seguintes etapas de método: a) cominuição do resíduo doméstico, b) separação da fração orgânica do resíduo doméstico, e) geração de biogás a partir da fração orgânica separada pela fermentação anaeróbica junto com o princípio da fermentação a seco em uma instalação de biogás, d) transferência da fração orgânica a partir da instalação de biogás para dentro de um recipiente de conversão aeróbica, e) conversão aeróbica e compostagem da fração orgânica por meio do suprimento de ar, e f) secagem da fração orgânica compostada por meio de injeção de ar.

Description

"MÉTODO PARA A REDUÇÃO DE VOLUME E MASSA DE RESÍDUODOMÉSTICO"

A invenção refere-se a um método para a redução de volume emassa de resíduo doméstico de acordo com a reivindicação 1.

A assim chamada "fermentação a seco" permite metanizarbiomassas de escoamento livre proveniente de agricultura, de resíduobiológico e de áreas de jardim e parque comunitários sem transformar osmateriais em um substrato líquido, bombeável. E possível fermentarbiomassas tendo uma fração de substância seca de até 50%. Esse método defermentação a seco é revelado, por exemplo, em EP 0 934 998 B1.

Na fermentação "a seco", o material a ser fermentado não éagitado dentro de uma fase líquida, como é o caso, por exemplo, nafermentação líquida de resíduo biológico. Em vez disso, o substrato defermentação introduzido no fermentador é mantido permanentemente úmidoremovendo-se o percolado no fundo do fermentador e, novamente,borrifando-o sobre a biomassa. Desse modo, as condições de vida ótimas paraas bactérias são conseguidas. Na re-circulação do percolado é possível,adicionalmente, regular a temperatura, e há uma possibilidade de adicionaraditivos para a otimização de processo.

A partir de WO 02/06439 é conhecido um biorreator, oufermentador, tendo a forma de uma garagem pré-fabricada que é operado deacordo com o princípio da fermentação a seco no assim chamado processo emlote. Em seguida a uma inoculação com material previamente fermentado, osubstrato de fermentação é, aqui, carregado para dentro do fermentador com aajuda de carregadores de roda. O recipiente de fermentação tendo umaconstrução tipo garagem é fechado por meio de um portão impermeável a gás.A biomassa tendo a forma de resíduo de jardim ou recursos capazes de serreabastecidos é fermentada sob exclusão de ar, sem mistura adicionalocorrendo e sem material adicional sendo suprido. O percolado gotejando domaterial de fermentação é retirado via um canal de drenagem, armazenado, demodo intermediário, em um tanque, e, novamente, borrifado sobre o substratode fermentação para umidificação. O processo de fermentação ocorre na faixade temperatura mesófila de 34-37°C; a regulação de temperatura é efetuadapor meio de um aquecimento de piso e parede.

O biogás gerado é habitualmente utilizado em uma estação deenergia térmica tipo bloco (BHKW; Biockheizkraftwerk) para a geração deeletricidade e calor. A fim de assegurar um suprimento suficiente e constantede biogás para a estação de energia térmica tipo bloco, diversos recipientes defermentação são operados em um desvio temporário na instalação defermentação a seco. No final do tempo de residência, o volume defermentador é esvaziado completamente e, então, carregado novamente. Osubstrato fermentado é, subseqüentemente, suprido para compostagem,resultando na formação de um fertilizante orgânico comparável aoscompostos convencionais.

Cerca de 50% do resíduo doméstico são de constituintesorgânicos. O resíduo doméstico é descartado tanto diretamente por meio deaterro de solo, por meio de combustão em uma instalação de incineração deresíduo, quanto pela separação da fração orgânica e seu processamentobiológico. O processamento biológico da fração orgânica é diferenciado comosegue:

- Compostagem com o objetivo de decompor a fração orgânica(seleção biológica) tão completamente quanto possível, bem como secagemdo material durante a maturação final e a separação adicional do fluxo dematerial restante em fluxos de material adequados para aterro de solo eprocessamento adicional. Esse processo consome energia.

- Secagem biogênica do material para separação de fluxo dematerial adicional e utilização termal da fração orgânica seca, que agora éarmazenavel, junto com as substâncias nocivas ainda contidas na mesma. Esseprocesso exige, igualmente, energia, mas, em contraste com a compostagem,ainda contém uma grande proporção do material orgânico nativo.

- Fermentação, desidratação e secagem, ou processo dematuração por secagem, da fração alta em material orgânico, separação dosfluxos de material restantes naqueles inertes adequados para aterro de solo enaqueles adequados para a utilização termal (fração leve). Essa variante demétodo produz sua própria energia e, além disso, produz excesso de energiana forma de biogás.

A partir de DE 38 35 230 C2, são conhecidos um método paraproduzir energia por meio da desgaseificação do resíduo e uma instalação dedesgaseificação para esse fim. A fim de reduzir a quantidade de resíduo a serqueimado em uma instalação de incineração de resíduo, de acordo com estemétodo, a fração orgânica a partir do resíduo doméstico é inicialmenteseparada e empregada para a geração de biogás em um processo defermentação úmida. Então, as frações de resíduo desgaseificadas sãodesidratadas e secas. Como resultado deste método, a quantidade do resíduoque deve ser queimado é reduzida.

A partir de DE 198 33 624 Al, são conhecidos um método eum recipiente de resíduo correspondente (percolador de biosseleção), onde oresíduo doméstico, ou a fração orgânica, pode permanecer em um mesmorecipiente, e as várias opções do processamento biológico podem serrealizadas. Um método semelhante é conhecido a partir de DE 101 25 408Al.

Iniciando a partir de DE 198 33 624 Alo objetivo da presenteinvenção é especificar um método aperfeiçoado para a redução de volume emassa do resíduo doméstico.

Esse objetivo é alcançado por meio de características dareivindicação 1.

A invenção tem o efeito de combinar a geração de biogás e asubsequente compostagem e secagem da fração orgânica gasta do resíduodoméstico. Aqui, em contraste com o método conhecido a partir de DE 19833 624 Al, depois da geração de biogás, o resíduo doméstico é transferidopara um recipiente de conversão aeróbica. Desse modo, o fermentador podeser otimizado para a geração de biogás, enquanto o recipiente de conversãoaeróbica pode ser otimizado para a compostagem e subsequente secagem dafração orgânica restante. Devido a essa separação da geração de biogás esubsequente conversão aeróbica ou compostagem, o presente método tambémpode ser integrado a instalações de biogás já existentes operando junto com oprincípio da fermentação a seco. Devido a esse suprimento de ar, depois datransferência do resíduo de fermentação para o recipiente de conversãoaeróbica, o resíduo de fermentação completamente úmido é seco e acompostagem pode começar sem qualquer pré-tratamento adicional. Devidoao tratamento triplo da fração orgânica do resíduo doméstico por meio dafermentação a seco, da subsequente compostagem e da subsequente secagemdo composto finalizado, ocorre uma redução de volume e massa tripla doresíduo doméstico.

Devido à vantajosa realização da invenção de acordo com areivindicação 2, o líquido é retirado da fração orgânica que resta depois dafermentação a seco, e, desse modo, a fração orgânica restante pode sercompostada sem qualquer pré-tratamento adicional.

Devido ao modo de realização preferido da invenção de acordocom a reivindicação 3, a secagem do composto finalizado é acelerada.

Devido ao modo de realização preferido da invenção de acordocom a reivindicação 4, o pré-aquecimento do ar para a compostagem e/ousecagem aceleradas do composto é conseguido por meio do calor de resíduo apartir da instalação de energia térmica tipo bloco. A utilização do calor deresíduo a partir da instalação de energia térmica tipo bloco resulta em ummétodo particularmente energia-eficaz.Devido à vantajosa realização da invenção de acordo com areivindicação 6, a fração de resíduo doméstico não orgânica restante é secapor ar, resultando, adicionalmente, em uma redução de volume e massa. Issoconduz a uma redução de volume e massa de um quarto.

De acordo com a vantajosa realização da invenção de acordocom a reivindicação 7, o ar para a secagem da fração de resíduo domésticorestante é igualmente pré-aquecido.

De acordo com a realização de acordo com a reivindicação 8,o calor a partir da instalação termal tipo bloco também é utilizado para pré-aquecer o ar. Isso resulta em um processo particularmente energia-eficaz.

Devido à vantajosa realização da invenção de acordo com areivindicação 5 ou 9, respectivamente, o ar para a secagem ou compostagem écoletado e purificado em um bio-flltro e, somente então, emitido para aatmosfera. Desse modo, a introdução de poluentes na atmosfera é reduzida.

A seguir um exemplo de seqüência de processo é descrito.Inicialmente, em uma primeira etapa, o resíduo doméstico é cominuído e afração orgânica é separada por meio de peneiração ou classificação. A fraçãoorgânica separada do resíduo doméstico é, então, utilizada em uma instalaçãode biogás de acordo com o princípio da fermentação a seco para a geração debiogás. Uma instalação de biogás conhecida a partir de EP 130 1583 BI éparticularmente bem adequada para este fim. Esse representa o primeiroestágio da redução de volume e massa do resíduo doméstico.

Depois da geração de biogás, o resíduo de fermentação étransferido para um recipiente de conversão aeróbica e convertido emaeróbico por meio do ar de alimentação e, desse modo, compostado. O ar dealimentação é injetado para dentro do resíduo de fermentação a partir debaixo. Devido a essa injeção de ar, o resíduo de fermentação completamenteúmido é seco e pode ser compostado sem qualquer pré-tratamento adicional.Essa conversão aeróbica e compostagem representa o segundo estágio daredução de volume e massa do resíduo doméstico.

Em seguida à terminação da compostagem, o suprimento de aré mantido e o composto, ou a fração orgânica compostada, é seco por meio dainjeção de ar. Isso representa o terceiro estágio da redução de volume e massado resíduo doméstico.

O ar suprido durante a conversão aeróbica ou compostagem épré-aquecido por meio do calor de resíduo a partir de uma BHKW (estação deenergia térmica tipo bloco). Como resultado desse pré-aquecimento, o resíduode fermentação produzido pela fermentação a seco - fração orgânica restanteem seguida à fermentação - e tendo uma alta umidade residual pode sercompostado mais rápido, para o resíduo de fermentação úmido ser seco maisrapidamente pelo ar pré-aquecido. O ar para secar o composto finalizado éigualmente pré-aquecido por meio do calor de resíduo a partir da instalação deenergia térmica tipo bloco. Isso acelera a secagem do composto.

A fração não orgânica também é seca com o ar pré-aquecido apartir da instalação de energia térmica tipo bloco, que representa um quartoestágio da redução de massa e volume do resíduo doméstico.

A secagem tanto da fração orgânica compostada quanto dafração não orgânica atinge uma alta estabilidade química e física do resíduoresidual que pode, portanto, ser suprido a aterros de solo. A fração orgânicaseca e compostada pode ainda ser usada como um revestimento de aterro desolo.

Claims (9)

1. Método para a redução de volume e massa de resíduodoméstico, caracterizado pelo fato de incluir as seguintes etapas de método:a) cominuição do resíduo doméstico,b) separação da fração orgânica do resíduo doméstico,c) geração de biogás a partir da fração orgânica separada pelafermentação anaeróbica junto com o princípio da fermentação a seco em umainstalação de biogás,d) transferência da fração orgânica a partir da instalação debiogás para dentro de um recipiente de conversão aeróbica,e) conversão aeróbica e compostagem da fração orgânica pormeio do suprimento de ar, ef) secagem da fração orgânica compostada por meio de injeção de ar.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o ar suprido na etapa e) é pré-aquecido.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o ar injetado na etapa f) é pré-aquecido.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizadopelo fato de que o biogás produzido na etapa c) é suprido a uma instalação deenergia térmica tipo bloco, e pelo fato de que o pré-aquecimento do ar naetapa e) e/ou f) ocorre com a ajuda do calor de resíduo a partir da instalaçãode energia térmica tipo bloco.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que o ar injetado na etapa f) para asecagem do composto é coletado e purificado em um bio-filtro antes de suaemissão para a atmosfera.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que a fração de resíduo domésticorestante depois da separação da fração orgânica na etapa b) é seca por meio dear.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que o ar para a secagem da fração de resíduo doméstico restante é pré-aquecido.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que o pré-aquecimento do ar para a secagem da fração de resíduodoméstico restante ocorre com a ajuda do calor de resíduo a partir dainstalação de energia térmica tipo bloco.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o ar para a secagem da fração de resíduodoméstico restante é coletado e purificado em um bio-filtro antes de suaemissão para a atmosfera.