PT859749E - Processo para o tratamento termico-biologico de residuos - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA Ο TRATAMENTO TÉRMICO-BIOLÓGICO DE RESÍDUOS" A invenção refere-se a um processo para o tratamento térmico-biológico de resíduos contendo componentes orgânicos, num recipiente, no qual o efluente gasoso que sai do recipiente é de novo introduzido no recipiente. Efectua-se assim um processo de circulação de gases, segundo o qual o gás que sai do recipiente é em seguida reciclado novamente para esse recipiente total ou parcialmente. 0 processo pode utilizar-se para a compostagem térmico-biológica ou para a estabilização de resíduos contendo componentes orgânicos. O recipiente trata-se de um recipiente fechado com arejamento forçado. Normalmente, na região inferior do recipiente encontra-se um fundo perfurado colocado horizontalmente sobre o qual se encontram os resíduos como material ou mistura a decompor a granel ou em pilha. Por meio de um dispositivo de arejamento, constituído normalmente por vários ventiladores, fornece-se uma mistura gasosa ao espaço sob o fundo perfurado, constituída essencialmente por ar ou gás efluente. A mistura gasosa passa pelos orifícios ou outras aberturas do fundo perfurado dirigindo-se para cima e daí para a mistura a decompor. Atravessa a mistura a decompor essencialmente de baixo para cima, sendo então recolhida na parte superior do recipiente como gás efluente. 0 gás efluente pode ser tratado antes de ser reciclado novamente, total ou parcialmente, para o material a decompor. É, por exemplo, possível separar água do gás circulante, arrefecendo-o e separando a água condensada.

Na compostagem de biorresíduos, isto é de resíduos que contenham componentes orgânicos, para a formação ou estabilização do compostado areja-se a mistura a decompor durante um tempo mais ou menos longo até as substâncias 1 r orgânicas facilmente biologicamente degradáveis nela contidas estarem degradadas. A matéria é degradada principalmente por bactérias que efectuam a maior parte das transformações metabólicas em condições aeróbias. Nos processos até agora conhecidos para compostagem num processo intensivo de decomposição (isto é num processo num recipiente fechado com arejamento forçado) optimiza-se o fornecimento de oxigénio para acelerar a compostagem. Neste caso, a partir de substâncias sólidas, amorfas ou liquidas formam-se os materiais gasosos C02, vapor de água e amoníaco. Estes produtos de metabolismo são removidos como efluente juntamente com o ar que atravessa a mistura em decomposição, sendo a temperatura e · o teor em oxigénio na mistura a decompor sobre o ar (portanto o estado do ar de admissão e do ar efluente) controlados de modo que a vida microbiana se possa desenvolver sem impedimentos e que o potencial presente de substâncias orgânicas facilmente degradáveis se decomponha num período de tempo tão curto quanto possível. A matéria orgânica difícil de degradar é degradada em seguida principalmente por fungos, que - como a maior parte das bactérias - retiram o oxigénio de que necessitam para o metabolismo da água do substrato sobre o qual se desenvolvem (ver Schlegel, Allgemeine Mikrobiologie, 5a. Ed., pag. 169). Na degradação deste potencial forma-se uma nova biomassa em forma de massa celular microbiana, que mais uma vez é constituída por compostos de carbono e hidrogénio facilmente degradáveis. A nova massa celular formada é, em condições aeróbias, cerca de 20 vezes maior do que em condições anaeróbias. É constituída por -como a sustância orgânica facilmente degradável do substrato de partida - também até cerca de 85% de matéria orgânica facilmente biologicamente degradável e representa, no fim do processo de degradação das substâncias orgânicas facilmente degradáveis presentes no substrato um potencial degradável de quantidade não desprezável. A redução da massa de substrato como também da nova biomassa formada (isto e a degradação biológica) decorre segundo uma função exponencial decrescente, isto é não conduz nunca a 2 p U, ^—ç. uma extinção completa da biomassa total (constituída por substrato de partida e massa celular resultante) , sendo contudo possível após um determinado período de tempo degradar completamente a parte orgânica do substrato de partida (isto é, do biorresíduo). A maior parte das estações de compostagem actuais mostram que o compostado após o fim do tratamento técnico apresenta um auto-aquecimento após o grau 4 ou 5 de decomposição, e que mesmo após um armazenamento a seco se observa mais uma vez um auto-aquecimento após o grau de decomposição 1. Este fenómeno tem a ver com o facto de os microorganismos transformarem substâncias orgânicas dificilmente degradáveis em substâncias orgânicas facilmente degradáveis (massa celular), que reagem imediatamente quando voltam a ser humedecidas e em pouco tempo libertam grandes quantidades de calor (como produto de metabolismo) como no substrato fresco, subindo acentuadamente a curto prazo a temperatura no substrato compostado. Até hoje, o tempo e a temperatura máxima atingida nesse tempo, são o critério principal para a determinação do grau de decomposição. Isto contudo só é correcto quando se verificam sempre as mesmas condições de análise no que respeita à massa de substrato e às condições circundantes, determinando-se contudo até hoje a qualidade do compostado como simples método padrão. 0 método de análise correcto deve ter em conta a quantidade de calor formada num determinado período de tempo ou um outro produto de metabolismo (ver DE-OS 43 36 497). Só assim se pode caracterizar o grau de decomposição ou de degradação de uma substância orgânica.

Processos para a execução de um processo de compostagem são conhecidos das patentes DE-PS 36 37 393, DE-PS 40 21 865, DE-PS 43 34 435, EP-PS 322 424, DE-PS 38 29 018, DE-PS 41 24 880, DE-PS 43 22 688, DE-PS 41 07 340, DE-GM 93 00 127 e DE-PS 42 15 267, que aqui se referem. Uma característica comum a estas patentes é a utilização do oxigénio do ar a partir do ar que atravessa a mistura em decomposição. 3

Na patente alemã N° 195 13 262.9-41 refere-se uma alimentação em circulação completamente fechada do ar e dos gases formados na fermentação, em que o oxigénio necessário para a respiração é retirado da água contida nos resíduos, dos compostos químicos ou de água fresca fornecida do exterior e não do ar. A secagem da mistura em decomposição após a degradação da substância orgânica facilmente degradável efectua-se por mistura com ar fresco após a separação de água do ar circundante. Este modo de trabalhar tem aliás a desvantagem de por mistura com ar fresco se diminuir a humidade relativa dos gases fornecidos na reciclagem e com isso se aumentar a capacidade de retenção de água e de faltar contudo o calor necessário para a diluição da água residual no substrato. Se o calor biológico formado diminuir - devido à falta de substância orgânica facilmente degradável - não se consegue uma desumidificação completa devido à falta de energia térmica da mistura em decomposição, não se conseguindo também por isso uma estabilidade de armazenagem do produto final neutra para o meio ambiente. Além disso, o modo de procedimento até agora praticado tem a desvantagem de a humidificação do ar efluente se efectuar no condensador no limite do ponto de fusão. Assim, com a diminuição de temperatura na mistura em decomposição a capacidade de retenção de água do ar circundante é limitada, e os teores em água residual atingíveis na mistura em decomposição são prejudiciais para a estabilidade de armazenagem com segurança a longo prazo bem com para.o valor calórico.

Da WO-A-94/27931 conhece-se um processo para a compostagem de material orgânico, no qual se coloca o material orgânico num recipiente fechado. No recipiente estão previstas várias zonas de material, nomeadamente zonas iniciais, zonas médias e zonas terminais. 0 material orgânico introduz-se no recipiente. Coloca-se na primeira zona inicial e passa depois para as zonas médias e finalmente para as zonas terminais, removendo-se do recipiente depois de ter passado pela última zona terminal. O ar que atravessa o material introduz-se na circulação. Cada zona média e cada zona terminal está ligada a 4 p L^i ^—ç* tubos especiais de evacuação do ar. Cada zona inicial está ligada a tubos especiais de fornecimento de ar. Além disso, está previsto um dispositivo através do qual pode ser fornecido ar fresco a uma ou mais das zonas médias. Pelo menos uma parte do ar efluente das zonas médias pode ser fornecido a uma ou mais das zonas iniciais de modo a aquecê-las. Finalmente,, existe um dispositivo através do qual o ar efluente das zonas médias e das zonas iniciais pode ser fornecido a uma ou mais das zonas terminais para fins de eliminação de odores, e um dispositivo para remover o ar efluente das zonas terminais. A operação do ar processa-se de modo que o ar efluente das zonas médias seja fornecido a uma ou mais das zonas iniciais. Deste modo aliás não se forma qualquer condensado a partir do ar em circulação.

Da DE-A-41 07 340 conhece-se um processo para a compostagem de materiais orgânicos, em especial de resíduos, no qual a matéria a decompor se coloca num recipiente fechado e se degrada por via microbiana sob fornecimento de oxigénio, fornecendo-se à matéria a decompor uma mistura de oxigénio puro e ar efluente. A partir do ar que sai da matéria em decomposição separam-se o C02 e a água nele contidos. O ar não se aquece aliás antes de voltar a ser introduzido no recipiente. DA WO-A-93/23351 conhece-se uma instalação de compostagem constituída por vários reactores separados com um dispositivo central de arejamento, construído como um sistema de circulação regulada de ar. O sistema de arejamento central pode apresentar um condicionamento da circulação de ar no qual podem existir meios para a separação de condensados, para a recuperação de calor, para a filtração de cheiros e/ou lavagem de materiais indesejados trazidos pelo ar. Aliás, também neste caso o ar efluente não é aquecido antes de voltar a ser introduzido no recipiente. A EP-A-647 604 publica um processo para a compostagem de materiais orgânicos (matéria a decompor), no qual a matéria a decompor é degradada biologicamente num recipiente fechado sob fornecimento de ar, em que pelo menos uma parte do ar efluente é de novo fornecida à matéria a decompor. O processo 5 r é conduzido de modo que a humidade relativa na matéria a decompor se mantenha entre um limite inferior e um limite superior. 0 ar efluente pode ser arrefecido e o vapor de água nele contido ser pelo menos parcialmente condensado. Também neste caso, aliás, o ar efluente não é aquecido antes de voltar a ser introduzido no recipiente. 0 objectivo da invenção é conseguir um processo melhorado para o tratamento térmico-biológico de resíduos contendo componentes orgânicos.

De acordo com a invenção atinge-se este objectivo com as características indicadas na reivindicação 1. 0 ar efluente que sai do recipiente é novamente introduzido no recipiente total ou parcialmente. A partir do ar efluente separa-se o condensado. Este condensado controla-se no que respeita à sua quantidade e/ou à sua composição. 0 condensado pode separar-se do ar efluente por arrefecimento. Pode ser recolhido e medido e controlar-se no que respeita à sua quantidade e/ou à sua composição. Finalmente, aquece-se o ar efluente antes de se voltar a introduzir no recipiente. 0 ar efluente ou o ar em circulação aquece-se de modo que se atinja na mistura em decomposição um teor de humidade residuál que leve a um equilíbrio de difusão com o ar circundante da mistura em decomposição no armazenamento em condições normais.

Como fontes de calor, que se podem utilizar para este pós-aquecimento, referem-se em especial: a reciclagem da energia térmica de condensação retirada do ar em circulação, de preferência por meio de permutadores de calor ar/ar; a mudança de estado do ar por meio de aumento de pressão; o calor de condensação retirado do ar em circulação, que se transfere para um nível de temperaturas mais elevado por meio de uma bomba térmica; o calor do processo de combustão de um estabilizado seco preparado a partir dos resíduos ou de outros produtos intermediários; o calor do processo de combustão de resíduos de peneiração; o calor de processos de combustão de outras fontes de energia; o calor de instalações solares; o calor de processos de transformação eléctrica. As fontes de calor podem funcionar

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como instalações centrais ou ainda estações energéticas periféricas, que abastecem individualmente cada recipiente de uma instalação com vários recipientes.

Outros dispositivos vantajosos encontram-se descritos mais adiante nas reivindicações.

De preferência controla-se a composição do ar circundante, isto é, do ar efluente que volta a ser fornecido ao recipiente, em função das pressões parciais dos seus componentes. A composição da quantidade de gases em circulação é também controlada em função das pressões parciais dos componentes do gás. Existe assim a possibilidade de garantir uma respiração aeróbia sem ser necessário fornecer oxigénio gasoso a partir do exterior (é aliás possível fornecer oxigénio gasoso do exterior). Nos balanços de massa dos processos de decomposição verificou-se surpreendentemente que não existia um consumo significativo de oxigénio gasoso, embora se mantenham todas as características de um metabolismo aeróbio. Pode concluir-se daqui que o oxigénio necessário para a respiração aeróbia na degradação de substâncias orgânicas facilmente degradáveis já se encontra presente no substrato e é suficiente para a fase microbiana da degradação aeróbia, ou se consegue através do fornecimento de água (ver neste caso a patente PCT, PCT/EP 96/01532).

Um outro modo de execução vantajoso é caracterizado por os produtos gasosos do metabolismo se separarem do ar circundante. Isto efectua-se de preferência por meio de peneiros moleculares. Para controlar a pressão parcial dos gases de lavagem introduzidos na circulação separam-se então os produtos gasosos de metabolismo da mistura gasosa, o que se efectua de preferência através de peneiros moleculares adequados.

Após saírem da mistura em decomposição, os gases que absorveram a humidade são arrefecidos, de modo a poderem separar-se os materiais condensáveis e/ou sublimáveis (neles contidos, como por exemplo água, amoníaco e semelhantes, e se poderem remover da circulação na forma líquida. A razão de pressões parciais dos "gases de transporte" (azoto e oxigénio) 7 p ^^ no ambiente climático dos microorganismos e dos "gases de metabolismo" (dióxido de carbono e vapor de água) controla-se de preferência de modo que no caso de uma subida da pressão total acima da pressão atmosférica (de 1013 mbar = hectopascal) as quantidades em excesso de C02, amoníaco e vapor de água sejam eliminadas. Isto pode efectuar-!se por meio de um passo de lavagem.

Em seguida os gases não são, como até agora, misturados com ar seco contendo oxigénio, para aumentar a capacidade de retenção de água, sendo antes aquecidos por uma fonte de calor externa. Deste modo alteram-se as razões de pressões parciais dos componentes do gás. Além disso, aumenta-se a capacidade de retenção de água e de dióxido de carbono dos gases e utiliza-se a energia térmica necessária para a diminuição da água. Isto é particularmente vantajoso quando a capacidade de degradação microbiana diminui drasticamente na sequência de uma secagem lenta. Se se quiserem estabilizar biomassas de modo que a degradação microbiana se efectue completamente, deve manter-se o teor em água às superfícies das partículas de resíduo em valores abaixo do estado normal do ar (H20 < 3,9 g/kgseco, correspondente a cerca de 15% de humidade relativa no material e no ar) , e devem degradar-se biologicamente os compostos orgânicos facilmente degradáveis, como por exemplo hidratos de carbono. Isto não é possível num curto período de tempo (isto é, até cerca de sete dias) pelos modos de procedimento até agora descritos (compostagem com fornecimento de ar circundante sem pós-aquecimento ou secagem térmico-mecânica), mas sim pelo processo de acordo com a invenção.

Uma outra forma de execução vantajosa é caracterizada por a mistura em decomposição, conforme o teor em azoto, ser arejada alternadamente por misturas gasosas aeróbias e anaeróbias. É ainda vantajoso arejar alternadamente a mistura em decomposição, conforme o tipo de microorganismos predominantes, 8 Γ L-Ci com uma mistura gasosa saturada em humidade e uma mistura gasosa capaz de absorver água.

Em certos casos de aplicação pode ser vantajoso enriquecer ar circulante com oxigénio puro.

De preferência, o controle do processo efectua-se em função da condutividade, da carência química em oxigénio e/ou do valor de pH do condensado.

Os gases fornecidos na circulação introduzem-se de preferência com vários ventiladores de entrada e sem ventilador de saída. Para continuar a reduzir a nova biomassa que se forma pode, após um ciclo de fermentação, retirar-se do recipiente a mistura em decomposição, de preferência triturar-se, de preferência voltar a humedecer-se e voltar a colocar-se no * recipiente (fermentador), e submeter-se a um novo ciclo de decomposição. Observa-se neste caso uma subida de temperatura devida a uma rápida libertação de calor, cuja progressão é tanto maior quanto maior é a nova biomassa formada dos microorganismos fortemente aeróbios resultante da degradação biológica anterior. A invenção assenta nos seguintes pressupostos:

As bactérias, os fungos e as leveduras que levam a cabo a degradação biológica, atingem o seu máximo de metabolismo em condições de vida diferentes. As bactérias preferem um valor de aw elevado de 0,98 (o valor de aw representa a humidade relativa do ar sobre a água com oxigénio do ar e nutrientes nela dissolvidos). Os fungos, com um valor preferencial de aw de 0,8, e as leveduras com um valor preferencial de aw de 0,6, podem pelo contrário viver com uma humidade relativa consideravelmente menor, isto é, com menos água e assim com menos oxigénio no seu ambiente.

Numa atmosfera com um baixo teor em oxigénio forma-se uma nova massa celular menor, que não tem assim também de ser degradada para produzir um compostado amadurecido ou estável no armazenamento. A formação do biogás CH4 pode ser impedida, evitando uma acidificação do substrato por controle da composição dos gases fornecidos na circulação no que respeita à humidade (valor r 9

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L-Cj ..... ^ de aw < 85%), teor em C02 (> 10%), teor em oxigénio (< 10%) e teor em amoníaco (< 1%), de modo que existam produtos intermediários de degradação e condições climáticas favoráveis para fungos e microorganismos análogos (actinomicetes).

Um modo de trabalho intermitente com variação da humidade do substrato tem a vantagem de as biomassas no estado sólido serem facilmente decompostas em fragmentos mais pequenos sendo assim mais fáceis de atacar pelas bactérias. Após a fase dos fungos procede-se por isso a uma trituração e ajusta-se um clima húmido necessário para a repetição de um metabolismo de degradação optimizado. De acordo com a invenção, tal consegue-se facultando aos microorganismos anaeróbios, por alteração da pressão parcial de oxigénio juntamente com a água, a possibilidade de valorizar o oxigénio orgânico ligado, por exemplo por meio de desnitrificação.

Um outro modo de proceder vantajoso é caracterizado por se adicionar água ao ar efluente antes da sua reintrodução no recipiente. De preferência, adiciona-se água fresca. A adição de água efectua-se de preferência após o aquecimento do ar efluente que volta a entrar no recipiente. De preferência incorpora-se a água na corrente de ar.

De acordo com um outro modo de procedimento vantajoso estão previstos vários recipientes cujas condutas de ar efluente se reúnem numa conduta de ar efluente comum e cujas condutas de entrada de ar derivam de uma conduta de entrada de ar comum. Deste modo pode conduzir-se o processo de uma maneira particularmente eficaz. Além disso existe a vantagem de através da conduta comum se conseguir equilibrar o teor em C02 nos vários recipientes. Quando, por exemplo, o teor em C02 no ar circulante de um determinado recipiente é demasiado elevado, pode fornecer-se a esse recipiente ar a partir da conduta comum que tem um baixo teor em C02. Pode, deste modo, reduzir-se a quantidade de efluente, possivelmente até zero. É vantajoso quando o ar da conduta comum é primeiro alimentado a um permutador de calor, de preferência a um permutador de calor ar-ar, a partir do qual o calor libertado 10 Γ

L-Z pela conduta efluente comum é transferido para a conduta comum de entrada de ar ou para o ar ou ar circulante nela contido. É ainda vantajoso que o calor da conduta efluente comum, em vez disso ou adicionalmente seja fornecido a uma circulação de arrefecimento, de preferência a uma circulação de arrefecimento por água, por meio de um eventual novo permutador de calor, de preferência um permutador de calor ar-água. É além disso vantajoso quando o ar ou o ar circundante na conduta efluente comum é aquecido por meio de um dispositivo de pré-aquecimento, o que se efectua de preferência em co-corrente após o permutador de calor ar-ar acima mencionado. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para a execução do processo de acordo com a invenção com vários recipientes, condutas de ar de entrada e de saída dos recipientes e uma conduta de ar efluente comum bem como uma conduta de fornecimento de ar comum.

As condições vantajosas do dispositivo encontram-se descritas nas reivindicações a seguir apresentadas.

Apresentam-se em seguida exemplos de concretização da invenção, ilustrados detalhadamente com base nos esquemas anexos. Os esquemas mostram:

Fig. 1 uma representação esquemática de dois recipientes incluindo os restantes componentes para a execução do processo,

Fig. 2 uma representação esquemática de um recipiente com os restantes componentes para a execução do processo e

Fig. 3 um dispositivo para a execução do processo com vários recipientes. A biomassa a fermentar coloca-se diariamente nos recipientes (caixas de decomposição) RB1 e RB2 indicados na Fig. 1, uma vez que os ciclos de esvaziamento têm o ritmo de um dia. Numa instalação podem ainda existir mais recipientes. Cada recipiente apresenta na sua região inferior um fundo de pesagem 1 perfurado, no qual existem furos ou outras aberturas. Abaixo 11

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ΐ do fundo perfurado 1 encontra-se um certo número de câmaras reguláveis mais pequenas, isto é de câmaras de ar controláveis 2. 0 ar entra nas câmaras de ar 2 por meio de ventiladores 4 e sobe pelos orifícios do fundo perfurado 1 para a mistura em decomposição 3 que se encontra sobre o fundo perfurado 1. Devido ao grande número das câmaras de ar individuais 2 evita-se um caudal irregular de gás através da mistura em decomposição 3, que poderia ter o perigo da diminuição da quantidade total de gás numa posição ou numa região limitada. 0 fundo perfurado 1 pode ser constituído por placas sólidas perfuradas, pedras perfuradas, perfis basculantes ou cintas permeáveis ao ar.

Sobre o fundo perfurado 1 coloca-se a mistura em decomposição 3 numa forma permeável ao ar. 0 ventilador 4 faz circular a quantidade de gás fechada no sistema através do permutador de calor 5 do ar de entrada para a mistura em decomposição e para o permutador de calor do ar efluente 6. Quando é necessário descarregar CO2 e admitir oxigénio, abrem-se as torneiras 7 e 8. 0 condensado obtido por arrefecimento no permutador de calor 6 alimenta-se através da conduta 9 a uma instalação de tratamento de condensado com enriquecimento em oxigénio. Pode em seguida ser utilizado para voltar a humidificar a mistura em decomposição para um novo ciclo de decomposição. 0 calor libertado no permutador de calor 6 é fornecido através do acumulador 10, da bomba térmica 11 e do outro acumulador 12 ao permutador de calor 5, sendo aí transferido para o ar de entrada. O processo de secagem está terminado quando a absorção de água pelo gás em circulação chega a zero g/kg. Quando a partir de processos térmicos, por exemplo queima de estabilizados, existe calor à disposição este pode ser fornecido ao permutador de calor 12 na posição 13.

Como se verifica na Fig. 1, pode adicionar-se água fresca 15. Esta água fresca é introduzida na corrente de ar após aquecimento nos permutadores de calor 5 e 6. O ar humedecido desta forma é então conduzido para o recipiente. 12 f

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Os recipientes são cheios todos os dias, a seguir ao ciclo de esvaziamento do processamento dos resíduos, o que significa que cada um dos recipientes à distância de um dia e no decorrer da cinética de degradação atinge um máximo na libertação do produto de metabolismo "calor". Isto está representado no diagrama tempo-calor 14. Todos os dias se enche um recipiente RBn. 0 recipiente RB1 atinge o máximo de calor após cerca de um dia, o recipiente RB2 após dois dias, o recipiente RB3 após três dias e assim sucessivamente. Uma vez que após cerca de sete dias a libertação de calor atinge um mínimo, o processo pode acabar aqui. No diagrama 14 reconhece-se ainda que na soma das quantidades de calor a remover diariamente não se pode partir dos respectivos máximos diários, mas antes de um decurso regressivo. Resulta daqui que com a ligação sequencial de até sete recipientes de decomposição a uma combinação de permutadores de calor com bombas térmicas se consegue uma boa relação custo-rendimento. A Fig. 2 mostra um exemplo de execução com um recipiente de decomposição construído de modo essencialmente análogo ao da Fig. 1. Ao recipiente de decomposição fornece-se ar por meio de ura ventilador, ar esse que atravessa o fundo perfurado arejando assim a mistura em decomposição que sobre ele se encontra. Em seguida remove-se o ar efluente por meio de um outro ventilador e alimenta-se a um permutador de calor ar/ar. Aí fornece calor ao ar a alimentar à mistura em decomposição. Em seguida conduz-se o ar para um permutador de calor água/ar onde fornece mais calor a uma torre de arrefecimento arrefecida com ar. O ar passa então para o outro lado do permutador de calor ar/ar e é de novo fornecido à mistura em decomposição como ar circulante. Caso seja necessário pode introduzir-se ar fresco na circulação por meio de uma torneira controlável^ É ainda possível remover ar efluente da circulação por meio de uma torneira e de um filtro a ela ligado. Dos permutadores de calor pode remover-se água condensada.

Os recipientes de decomposição fechados são de preferência isolados termicamente. São de preferência 13

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construídos em betão armado. No recipiente, num período de tempo de cerca de uma semana, são libertados em forma gasosa por meio de respiração aeróbia, todos os materiais que constituem os compostos, facilmente biodegradáveis, por meio do oxigénio dissolvido no líquido do substrato e ligado, e na maior parte dos casos removidos da mistura em decomposição com a quantidade de gás fornecida à circulação e constantemente em movimento, em que a quantidade de gás é alimentada de baixo para cima através da mistura em decomposição, a partir de um fundo perfurado, provido de preferência de câmaras de ar inferiores carregáveis de uma só vez. 0 aquecimento do ar circundante pode efectuar-se com o calor de condensação do condensado separado a partir do ar efluente (ver Fig. 2) . Pode efectuar-se por aumento de pressão na corrente circulante ou por meio de um permutador de calor com veículos térmicos conhecidos. Com o processo de acordo com a invenção pode efectuar-se a compostagem de biomassas ou a estabilização de resíduos. A instalação total para a execução do processo pode ser constituída por ventiladores de entrada de ar, recipientes de decomposição (caixas de decomposição), permutadores de calor ar de saída / ar de entrada, permutadores de calor ar de saída / veículos térmicos, torneira de ar de saída, dispositivo de purificação de ar efluente, torneira de ar de entrada, boca de pulverização de água, dispositivo de medição de condensado, dispositivo de medição da temperatura, regulador de programa e recipiente de comutação. É possível trabalhar com ou sem válvulas de ar de saída, bem como com ou sem dispositivo de medição de CO2. Os recipientes de decomposição podem ser constituídos por caixas de betão armado com e sem isolamento térmico, uma porta estanque ao ar, plataformas de fundo permeáveis ao ar e câmaras de ar carregáveis de uma só vez sob elas colocadas. Os canais de ar sob as plataformas perfuradas podem estar dispostos no sentido do comprimento sob as caixas de decomposição antes da posição de entrada de ar, conicamente no sentido da corrente e/ou ser carregados com quantidades de ar variáveis, de modo que as perdas aleatórias de caudal nas paredes do recipiente de decomposição sejam controláveis. 14

Γ A Fig. 3 mostra um dispositivo com vários recipientes 21, 22, 23, nos quais entra uma conduta de ar 24, 25, 26, respectivamente, aos quais está ligado um ventilador e a partir dos quais sai uma conduta de ar efluente 27, 28, 29, respectivamente. As condutas de ar efluente 27, 28, 29 levam através de uma válvula a uma conduta efluente comum 30. As condutas de ar de entrada 24, 25, 26, nas quais também se encontra presente uma válvula derivam de uma conduta de entrada comum 31. A conduta efluente comum 30 passa através de um permutador de calor ar/ar 32, através do qual o calor da corrente de ar circulante na conduta efluente comum 30 é transferido para o ar circulante na conduta de entrada comum 31. Em seguida, o ar da conduta efluente comum 30 passa por três permutadores de calor ar/água 33, 34, 35, por meio dos quais o calor é transferido para uma circulação de água de arrefecimento 36.

Por meio de uma válvula 37 no desvio 38 da conduta efluente comum 30 pode fornecer-se ar a um biofiltro. A conduta efluente comum 30 conduz, através de uma conduta de ligação 39, na qual se encontra colocada uma válvula 40, à conduta de entrada comum 31. Na conduta de entrada comum 31 desagua uma derivação 41, na qual se encontra uma válvula 42, que pode ser regulada para admissão ou mistura de ar de entrada. A seguir, no sentido da corrente, encontra-se colocado um aparelho de medição de C02 43 na conduta de entrada comum 31. A conduta de entrada comum leva depois ao permutador de calor ar/ar 32. Uma derivação 44 sai deste permutador de calor ar/ar 32, de modo que o ar de entrada ou uma parte dele também possa ' ser fornecido aos recipientes 21, 22, 23 sem aquecimento neste permutador de calor 32, nomeadamente através de novas condutas de entrada 45, 46, 47, em cada uma das quais se encontra também presente uma válvula.

De cada conduta efluente 27, 28, 29 sai uma conduta circulante individual, com uma válvula, para cada uma das condutas de entrada 24, 25, 26. Deste modo é possível fornecer 15 uma parte do ar circulante individualmente a cada recipiente e deixar fluir apenas uma parte do ar circulante através das condutas comuns.

Na conduta de entrada comum 31, no sentido da corrente, após o permutador de calor ar/ar 32, está colocado um dispositivo de pré-aquecimento 48, constituído por um permutador de calor ar/água, ao qual pode ser fornecido calor do exterior.

Lisboa, 19 de Abril de 2000

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o tratamento térmico-biológico de resíduos contendo componentes orgânicos, num recipiente, caracterizado por o ar efluente do recipiente ser de novo fornecido total ou parcialmente ao recipiente (operação de circulação), se separar condensado do ar efluente e se controlar este condensado no que respeita à sua quantidade e/ou à sua composição e se aquecer o ar efluente antes da sua reintrodução no recipiente.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se controlar a composição do ar circulante em função das pressões parciais dos seus componentes.
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se separarem do ar circulante os produtos gasosos de metabolismo, de preferência por meio de peneiros moleculares.
4. 4. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a mistura em decomposição conforme o teor em azoto ser arejada alternadamente por misturas gasosas aeróbias e anaeróbias.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a mistura em decomposição conforme o tipo de microorganismos predominantes ser arejada alternadamente por uma mistura gasosa saturada em humidade e por uma mistura gasosa absorvente de água. 1 Vi
6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o ar circulante ser enriquecido com oxigénio puro.
7. 7. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o controlo do processo se efectuar em função da condutividade, da carência química em oxigénio e/ou do valor de pH.
8. 8. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se adicionar água ao ar efluente antes da reintrodução no recipiente.
9. 9. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se encontrarem presentes vários recipientes (21, 22, 23), cujas condutas efluentes (27, 28, 29) desaguam numa conduta de saída comum (30) e cujas condutas de entrada (24, 25, 26) derivam de uma conduta de entrada comum (31).
10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por se utilizar um permutador de calor, de preferência um permutador de calor ar/ar (32), para transferência de calor da conduta efluente comum (30) para a conduta de entrada comum (31).
11. 11. Processo de acordo com as reivindicações 9 ou 10, caracterizado por se utilizar um permutador de calor, de preferência um permutador de calor ar/água (33, 34, 35), para transferência de calor da conduta efluente comum (30) para uma circulação de arrefecimento, de preferência uma circulação de arrefecimento por água (36).
12. 12. Processo de acordo com uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado por se utilizar um dispositivo de pré- 2 aquecimento (48) para pré-aquecer o ar circulante na conduta de entrada comum (31).
13. 13. Dispositivo para execução do processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por ser constituído por vários recipientes (21, 22, 23), pelas condutas de entrada e de saída de ar nos recipientes (24, 25, 26, 27, 28, 29), por uma conduta de ar efluente comum (30) e por uma conduta de ar de entrada comum (31).
14. 14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender um permutador de calor, de preferência um permutador de calor ar/ar (32) e/ou um permutador de calor, de preferência um permutador de calor ar/água (33, 34, 35) e/ou um dispositivo de pré-aquecimento (48). Lisboa, 19 de Abril de 2000 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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