PT108363B - Processo de compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização dos líquidos lixiviados - Google Patents
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Abstract
ESTE PROCESSO DE TRATAMENTO E VALORIZAÇÃO DE RESÍDUOS ATRAVÉS DO PROCESSO DE COMPOSTAGEM ACELERADA É EFICIENTE PARA O TRATAMENTO E VALORIZAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS, RESÍDUOS FLORESTAIS E DE JARDINAGEM, LAMAS ORGÂNICAS GERADAS POR ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS E RESÍDUOS ORGÂNICOS EM GERAL. OS RESÍDUOS SÃO COLOCADOS EM BAIAS (1) COM PAREDES PERFURADAS (2) E AREJAMENTO FORÇADO AO NÍVEL DO SOLO (7) PARA PROMOVER A VENTILAÇÃO DAS PILHAS DE RESÍDUOS. O PAVIMENTO ESTÁ IMPERMEABILIZADO E COM UM DECLIVE QUE PERMITA QUE AS ESCORRÊNCIAS OU LIXIVIADOS ATRAVÉS DE UMA CALEIRA DE DRENAGEM (3) SEJAM CANALIZADOS PARA UM DEPÓSITO DE RECEÇÃO DE LIXIVIADOS (4) ONDE SE ADICIONA O CATALISADOR MICROBIOLÓGICO. ATRAVÉS DO SISTEMA DE BOMBAGEM (5) E DE O SISTEMA DE ASPERSÃO (6) AS PILHAS DE RESÍDUOS SÃO REGADAS PELOS LIXIVIADOS COM O CATALISADOR MICROBIOLÓGICO PROMOVENDO UM PROCESSO DE COMPOSTAGEM ACELERADA QUE EM 14 DIAS SEM REVOLVIMENTO DAS PILHAS DA MATÉRIA ORGÂNICA SE TRANSFORMA EM COMPOSTO ORGÂNICO.
Description
DESCRIÇÃO "Processo de Compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização dos liquidos lixiviados Maturados"
Processo de Compostagem acelerada (14 dias), da matéria orgânica, sem revolvimento, das pilhas de compostagem e com reutilização dos liquidos lixiviados maturados, para manter niveis de humidade adequados ao processo, inocular de forma massiva com um vasto consórcio microbiano responsável pela compostagem acelerada e incrementar as condições de meio nas pilhas em compostagem acelerada.
Nos processos de compostagem, de acordo com os autores Moreno Joaquin Casco e Raul Moral Ferreiro, no seu livro COMPOSTAGE: os residuos orgânicos, são colocados em pilhas de compostagem e o processo necessita entre 90 a 120 dias para se concretizar. É fundamental o revolvimento das pilhas, de uma forma periódica, entre 7 a 10 dias, de forma a incrementar a oxigenação das pilhas de compostagem, para que ocorram os processos de fermentação aeróbica necessários para a realização da compostagem. Sendo assim é necessário tempo (entre 90 a 120 dias) e os custos de revolvimento periódico das pilhas de compostagem são muito elevados (mão de obra, equipamento, energia).
Com o processo de compostagem acelerada atingimos os mesmos objetivos, ou seja, são transformados residuos orgânicos em composto orgânico em apenas 14 dias. Durante este processo não ocorre revolvimento das pilhas em compostagem acelerada.
Os lixiviados provenientes das escorrências geradas pelas pilhas de residuos em processo de compostagem acelerada (1), são recolhidos no tanque de receção\maturação (4), onde é adicionado o catalisador biológico numa percentagem de 10% a 15% Volume\Volume. A carga orgânica, que existe em suspensão nos líquidos lixiviados que são recolhidos, é rica em moléculas orgânicas, como açúcares, proteínas, hidratos de carbono, aminoácidos, entre outras substâncias orgânicas.
Este material orgânico em suspensão, nos líquidos lixiviados recolhidos, fornece os nutrientes necessários ao desenvolvimento de populações microbianas específicas do processo de compostagem acelerada.
Os lixiviados, são utilizados como meio de cultura e multiplicação, a todo um vasto consórcio microbiano que está contido, no catalisador microbiológico e que é responsável, por todos os processos da degradação da matéria orgânica, em ambiente aeróbico característico dos processos de compostagem.
Na compostagem acelerada, os lixiviados fazem parte do processo, estes são utilizados como meio de cultura para o crescimento exponencial de um vasto consórcio funcional de micro organismos, compostos: por fungos, bactérias, leveduras, actinomicetos, protozoários e enzimas, que são no seu conjunto, responsáveis por todas as fases da biodegradação aeróbica da matéria orgânica durante o processo de compostagem acelerada.
Ao introduzirmos, estes lixiviados maturados, com o catalisador micro biológico, não só mantemos os níveis de humidade ideais e necessários ao processo de compostagem, como estamos também a introduzir, em toda pilha de resíduos orgânicos de uma forma massiva, um vasto consórcio funcional de micro organismos responsáveis pelas várias fases do processo de compostagem acelerada. São criadas com as regas de humedecimento as condições de ambiente ideais ao nível da humidade e PH do meio. 0 vasto consórcio funcional de micro organismos responsáveis pela compostagem acelerada que estão contidos nos lixiviados maturados têm a possibilidade de se instalar, desenvolver e multiplicar de forma exponencial, promovendo um processo de compostagem muito intenso com taxas de degradação da matéria orgânica muito elevadas, possibilitando assim, transformar resíduos orgânicos, num substrato orgânico compostado, higienizado, sem odores desagradáveis e estabilizado em 14 dias. 0 processo de compostagem acelerada é eficiente para qualquer tipo de resíduo orgânico.
Os resíduos orgânicos, são colocados em baias (1), de betão ou outro qualquer material de construção com paredes perfuradas (2), para promover a ventilação e a oxigenação das pilhas de resíduos orgânicos.
Com o pavimento impermeabilizado e com um declive entre 1,5% a 2,5%, faz com que os lixiviados, gerados pelas pilhas de resíduos, escorram para a caleira de recolha (3) e através da gravidade os lixiviados são enviados para o tanque de receção|maturação dos lixiviados (4). Neste tanque é introduzido o catalisador microbiológico numa percentagem de 10% a 15% Volume\Volume.
Este catalisador microbiológico é um vasto consórcio funcional de espécies de fungos, bactérias, leveduras, actinomicetos, protozoários e enzimas que no seu conjunto são responsáveis pelos processos bioquímicos de oxidação\redução, mineralização, humificação da matéria orgânica entre outros. O catalisador micro biológico ao ser adicionado aos lixiviados no tanque de receção\maturação (4) , está a ser introduzido num meio de cultura, rico em nutrientes, que possibilita o crescimento e multiplicação do seu vasto consorcio microbiano funcional de forma exponencial, bem como a geração de compostos húmicos que proporcionam condições de meio favoráveis aos processos bioquímicos necessários á compostagem acelerada tais como efeito tamponador ou anfotérico do PH do meio, incremento da reatividade bioquímica, aumento das bases de troca, entre outras.
Conforme Miller F.C. 1992 Composting as Process base the Control of Ecologically Selective actors in Meeting, F.B. Soil Microb. ECOL, 18:515-543. Cito: 0 processo de compostagem, é marcado por uma contínua mudança de espécies de micro organismos envolvidos, devido ás modificações das condições de meio, sendo praticamente impossível de identificar todos os presentes.
Para produzir o catalisador microbiológico, aproveitamos as capacidades bio digestivas, de determinadas espécies da classe Oligochaeta, família lombricidae mais concretamente da espécie Eisénia.
De acordo com os autores Kiehl, 1985 e Bidone e Povinelli 1999, Cito: Na biodigestão dos vermes da espécie Eisénia, apesar de ocorrer uma trituração da matéria orgânica, através do aparelho bocal destes vermes, o que de facto decompõe a matéria orgânica ingerida, é o vasto consórcio microbiológico presente no seu aparelho digestivo.
Este vasto consorcio de micro organismos, presente no aparelho digestivo destes vermes, está também presente, nos resíduos orgânicos digeridos e excretados por eles e desta forma está presente, nas camas de vermicompostagem.
Para manter os níveis de humidade ideais, nas camas de criação e multiplicação destes vermes, é necessário manter os níveis de humidade, constantes entre os 60% a 70% de humidade. As regas de humedecimento com água doce são constantes e a geração de lixiviados gerados, por estas camas também.
Estes lixiviados gerados pelas camas de vermicompostagem são o catalisador micro biológico que contêm um vasto consórcio funcional de micro organismos, responsáveis pelo processo de compostagem acelerada, como contêm também, uma elevada concentração de substâncias húmicas que são responsáveis por uma elevada reatividade química e bio química.
Quando é adicionado no tanque de receção\maturação, o catalisador micro biológico aos lixiviados gerados pelas pilhas de compostagem, estes sofrem um processo de maturação, em que o vasto consórcio funcional de micro organismos do catalisador micro biológico se desenvolvem e multiplica de forma exponencial.
Durante o processo de maturação dos lixiviados com o catalisador micro biológico, a atividade microbiológica é muito intensa, bem como os processo de humificação da matéria orgânica em suspensão, nos lixiviados. Originando nos lixiviados maturados, concentrações de compostos húmicos muito elevadas, aumentando desta forma, a bio atividade nos processos bioquímicos e micro biológicos que ocorrem em todo o processo de compostagem acelerada. Potenciando desta forma, a capacidade de troca catiónica, reações de oxidação\redução, capacidade tamponadora ou anfotérica do PH no meio, aumento das bases de troca, entre outros processos químicos e bioquímicos que ocorrem durante a compostagem acelerada.
Através do sistema de bombagem (5), e aspersão (6), os lixiviados são bombeados do depósito de receção\maturação e introduzidos nas pilhas de resíduos em processo de compostagem acelerada (1). De forma a manter constantes os níveis de humidade ideal de 60%.
No processo de compostagem acelerada, durante os primeiros cinco dias, a temperatura no interior das pilhas de resíduos orgânicos (1), começa a subir, até atingir ao guinto dia, os 60 graus centígrados, devido predominantemente, a bactérias heterotróficas que são as responsáveis iniciais, pela quebra inicial da matéria orgânica promovendo a libertação de calor, na matéria orgânica em compostagem acelerada. Nesta fase mesófila do processo, ocorre também a atuação de fungos heterotróficos, que usam a matéria orgânica sintetizada pelas bactérias e outros micro organismos como fonte de energia e produzindo ácidos que degradam as proteínas, os aminoácidos e os açúcares.
Ao iniciarmos o processo de compostagem acelerada, o objetivo, é incrementar o processo da degradação da matéria orgânica, subindo rapidamente a temperatura das pilhas, de forma, a atingirmos rapidamente os 60 Graus centígrados de temperatura. Nesta fase, as regas de Humedecimento, são feitas, exclusivamente com lixiviados maturados, de forma a inocular massivamente, toda a pilha, com o consórcio funcional de micro organismos contido nos lixiviados, bem como, introduzir nas pilhas, compostos húmicos contidos nos reciclados maturados, que vão potencializar as condições de meio.
Quando é atingido, os 60 graus centígrados de temperatura, no interior da pilhas de resíduos em processo de compostagem acelerada, a fase termófila inicia-se e ocorre de forma intensa durante cinco dias.
Na fase termófila, a temperatura, mantém-se entre os 60 a 65 graus centígrados, aumenta a populações de actinomicetos, bactérias e fungos termófilos. Nesta fase, as bactérias degradam os lípidos e as frações de hemicelulose, enquanto que a celulose e a lignina, são decompostos por actinomicetos e fungos. É fundamental na fase termófila, manter os valores de temperatura no interior das pilhas, entre os 60 a 65 graus centígrados de forma constante.
Em todo o processo, a monotorização e controle das temperaturas, é fundamental, para o sucesso do processo de compostagem acelerada.
Para controlar as temperaturas, durante esta fase do processo, atuamos através da possibilidade de efetuar regas de humedecimento, com lixiviados maturados ou com água doce.
Na pratica, durante a fase termófila do processo de compostagem acelerada, se as temperaturas ultrapassam os 63 graus centígrados, as regas seguintes são efetuadas apenas com água doce normal. Quando as temperaturas no interior das pilhas, fica abaixo dos 60 graus centígrados, então as regas de humedecimento seguintes, serão efetuadas com lixiviados maturados.
Através de uma monitorização atenta das temperaturas no interior das pilhas em processo de compostagem acelerada e controlando as temperaturas através da alternância das regas com lixiviados maturados para subir e manter a temperatura e regas com água doce para baixar as temperaturas no interior das pilhas de compostagem acelerada, conseguimos criar as condições ideais de meio para o desenvolvimento e atividade dos micro organismos presentes durante a fase termófila.
Após dez dias de compostagem acelerada, em que a matéria orgânica em compostagem acelerada foi submetida a diversos processos de digestão bioquímica anteriormente mencionados, a matéria orgânica já é um semi composto orgânico de cor escura. A partir do décimo dia de compostagem acelerada, até ao décimo quarto dia, são eliminadas as regas de humedecimento nas pilhas de compostagem acelerada e desta forma as temperaturas vão se reduzindo lentamente. Estamos na fase de maturação do composto orgânico que dura quatro dias. Nesta fase, ocorrem processos de humificação da matéria orgânica, desidratação, oxidação, mineralização, libertação do carbono, entre outros.
Após a fase de maturação obtemos um composto orgânico estabilizado, sem odores desagradáveis e de cor escura.
Os produtos inorgânicos que estavam misturados nas pilhas de compostagem acelerada, ficam limpos de gorduras e de resíduos orgânicos em geral.
No processo de compostagem convencional, as pilhas de resíduos, são revolvidas periodicamente, para incrementar a oxigenação das pilhas. Desta forma a atividade dos micro organismos termófilos é afetada pelas alterações bruscas da temperatura do meio. 0 reviramento das pilhas é necessário, para manter os níveis de oxigenação ideais, mas por outro lado, vai perturbar e condicionar todo um eco sistema microbiano termófilo, destruindo as suas populações, além de condicionar o seu desenvolvimento e multiplicação.
No processo de compostagem acelerada, durante a fase termófila, as temperaturas das pilhas são controladas de forma, a manter constante as temperaturas ideais ao longo de todo o processo de compostagem acelerada, otimizando desta forma, as condições de desenvolvimento e multiplicação, dos vários micro organismos termófilos envolvidos no processo. 0 curto espaço de tempo necessário para se realizar o processo de compostagem acelerada, é também determinante, para que os teores de oxigénio no interior das pilhas se mantenham estáveis. A ventilação forçada (7), é uma alternativa complementar de otimizar o processo de compostagem acelerada. 0 sistema de ventilação forçada é constituído por um sistema de tubagem. Tipo dripline, com gotejadores auto compensantes, para águas residuais e, com mecanismo anti sucção de diafragma em silicone. Com pressão negativa no interior dos tubos, o diafragma fecha evitando assim possíveis entupimentos que possam ocorrer. Esta tubagem está ao nível do solo, integrada, em pequenas caleiras que estão embutidas no pavimento impermeabilizado.
Estas tubagens, estão ligadas a um compressor pneumático, que produz ar pressurizado a três Bares. Através de electroválvulas, controlamos os períodos de arejamento forçado que pretendemos fazer. 0 sistema de arejamento forçado e a capacidade de oxigenar as pilhas de resíduos é outra ferramenta útil para o controle e gestão do processo de compostagem acelerada.
Todo o processo de compostagem acelerada, é um processo rápido e dinâmico. A rápida deteção de anomalias e desvios ao processo e a sua rápida correção, é fundamental, para atingir os resultados pretendidos. A monitorização e controle da evolução das temperaturas nas pilhas em compostagem, é efetuada de 12 em 12 horas, bem como a monitorização e controle da humidade.
Com a monitorização e controle, do processo de compostagem acelerada, efetuada desta forma continua e associada a ações corretivas imediatas, através dos procedimentos anteriormente mencionados, regas de humedecimento das pilhas de compostagem acelerada com lixiviados maturados ou água doce, retificamos os desvios que possam ocorrer durante o processo de compostagem acelerada.
Esta otimização do processo, elimina nos resíduos orgânicos em tratamento, quaisquer condições de anaerobiose, que possam originar a geração de odores desagradáveis, não prejudicando desta forma, as condições de trabalho dos funcionários, nem as condições ambientais das populações vizinhas ás unidades de tratamento e valorização de resíduos orgânicos por compostagem acelerada.
Em termos ambientais e ecológicos, o processo de compostagem acelerada é mais eficiente, comparativamente aos processos de compostagem convencionais.
Mantendo-se durante a fase termófila, temperaturas entre os 60 a 65 graus centígrados, a humidade contida nas pilhas de compostagem acelerada, sofre um forte processo de evaporação, desta forma, todos os líquidos lixiviados, que são gerados, são perdidos pela evaporação, durante o processo de compostagem acelerada.
Durante a fase termófila, a evaporação, é superior, á geração de lixiviados que os resíduos geram, durante todo o processo de compostagem acelerada. É necessário a adição de água doce ao processo, para repor as perdas causadas pela forte evaporação que ocorre durante a fase termófila. O risco de contaminação de solos, ou águas freáticas, através dos lixiviados gerados, durante o processo de compostagem acelerada, é nulo, porque os lixiviados são necessários ao processo e todos os lixiviados produzidos são totalmente reaproveitados. 0 processo de compostagem acelerada, é eficiente para qualquer resíduo orgânico, seja de origem animal, ou vegetal incluindo lamas orgânicas de estações de tratamento de águas residuais, resíduos da agro industria, resíduos sólidos urbanos, entre outros. A compostagem acelerada, é um processo de reciclagem e tratamento de resíduos, que pode ser aplicado desde a pequena escala, até á escala industrial de unidades de tratamento de resíduos de grande dimensão. A gestão do processo de tratamento por compostagem acelerada, pode ser efetuado de forma totalmente manual, ou até totalmente automatizado, gerido por autómatos programáveis, ou computador, com um programa de gestão e monitorização do processo de compostagem acelerada específico.
Os Parâmetros do processo de compostagem acelerada, independentemente da dimensão da unidade, ou da tecnologia de monitorização e gestão envolvida, são sempre iguais.
No processo de compostagem acelerada, para se atingir os objetivos propostos, todo o processo tem que cumprir, os parâmetros já referidos anteriormente de procedimentos técnicos, monitorização, controle e gestão de todo o processo.
Breve Descrição dos desenhos
Fig.l Representa as baias de Compostagem acelerada(1) onde se verifica que estão duas baias preenchidas com resíduos e outra baia vazia. Na baia vazia verifica-se que as paredes são perfuradas (2) e existe arejamento forçado com tubos integrados no pavimento das baias(7).Todos os lixiviados são canalizados através da caleira de drenagem(3)para o tanque de receção(4).
Fig.2 Pormenor a caleira de drenagem(3), o sistema de rega por aspersão(6) e o sistema de arejamento forçado(7).
Fig.3 Outra perspectiva onde se observa que a recolha e receção dos lixiviados se processa sempre de forma gravítica.
Fig.4 e Fig. 5 representam o mesmo desenho da fig.l mas visto de perspectivas diferentes.
Lisboa, 28 de Maio de 2018
Claims (4)
- Reivindicações1. Processo de compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização de líquidos lixiviados maturados, caracterizado pelos seguintes passos: -recolha dos lixiviados através do sistema de drenagem (3) , seu envio para o depósito de receção/maturação (4) e adição do catalisador microbiológico; - Introdução dos lixiviados maturados nas pilhas de resíduos que se encontram nas baias (1) de compostagem acelerada com paredes perfuradas (2); - recirculação dos lixiviados maturados e consequente introdução nas pilhas de resíduos por efeito do referido sistema de bombagem (5) e introduzidos no sistema de rega por aspersão (6); regas de humedecimento das pilhas de resíduos através dos lixiviados maturados, desenvolvimento do consórcio microbiano funcional e incremento das condições de meio; - controle de temperatura na fase termófila sendo as regas efetuadas por lixiviados maturados quando a temperatura no interior das pilhas é inferior a 60°c e por, ao atingirem os 63°c, as respetivas regas serem efetuadas apenas por água doce; - monitorização e controle de todo o processo por análise de possíveis desvios de temperatura.
- 2. Processo de compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização de líquidos lixiviados maturados, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o dito catalisador microbiológico ser um inoculador massivo do consórcio funcional de micro organismos e compreender, aquando da sua introdução, um volume de pelo menos 10%, idealmente no intervalo 10-15% em relação aos lixiviados.
- 3. Processo de compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização de líquidos lixiviados maturados de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por os valores de humidade e temperatura necessários para atingir a fase termófila, serem atingidos por controle das regas de humedecimento exclusivamente com lixiviados maturados.
- 4. Processo de compostagem acelerada de matéria orgânica com reutilização de líquidos lixiviados de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por ser um processo totalmente aeróbico. Lisboa, 28 de Maio de 2018
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Also Published As
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| PT108363A1 (pt) | 2017-09-05 |
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