PT886630E - Processo para a decomposicao de material susceptivel de ser compostado - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A DECOMPOSIÇÃO DE MATERIAL SUSCEPTÍVEL DE SER COMPOSTADO" [0001] A presente invenção refere-se a um processo de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1.

[0002] Parte-se do principio de que um processo deste tipo é do conhecimento geral. Nestes processos os materiais a compostar são antes de mais fragmentados e conduzidos a um tambor misturador por um processo de fluência quase estacionária, onde os materiais a decompor são maturados por meio de micróbios, para seguidamente os materiais parcialmente maturados serem depositados em pilhas.

[0003] 0 presente processo distingue-se por conseguinte logo à partida dos processos de compostagem caseiros já conhecidos por uma condução controlada num processo de fluência quase estacionária, combinado com as caracteristicas de uma trituração prévia e de uma maturação prévia num tambor misturador.

[0004] A maturação prévia num tambor misturador fechado será de maneira vantajosa efectuada a temperaturas nitidamente acima da temperatura ambiente. Isto favorece a velocidade de conversão da maturação prévia.

[0005] Verificou-se no entanto que com o processo já conhecido os tempos de maturação são ainda relativamente longos.

[0006] Por esse motivo o objectivo da invenção é o de aperfeiçoar o processo conhecido de tal maneira que seja possível tornar 1

mais curtos os tempos de maturação, adoptando-se para tal medidas usuais na tecnologia dos processos industriais.

[0007] De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se pela adopção das caracteristicas da reivindicação 1.

[0008] Os tempos de maturação mais curtos resultam de uma melhor mistura dos produtos intermédios, bem como do tratamento prévio e do pós-tratamento anaeróbio. De acordo com um aperfeiçoamento especial da invenção uma corrente parcial de material pré-maturado é adicionalmente submetida a um pós-tratamento aeróbio antes de a corrente parcial assim submetida a um pós-tratamento ser de novo aduzido a um estágio do processo. 0 teor de azoto pode ser influenciado por meio de uma desnitrificação anaeróbia disposta a montante e/ou a jusante.

[0009] Da invenção resulta a vantagem de os microorganismos gerados durante o processo serem retirados no fim de um determinado estágio predefinido do processo e serem reconduzidos ao inicio do estágio em questão do processo, de modo que assim se encontram sempre à disposição, logo no inicio de cada estágio do processo, microorganismos especialmente activos, para poder ma-turar mais rapidamente o material a compostar.

[0010] Esta vantagem é obtida fazendo com que o material seja juntado no inicio de cada estágio do processo ao material que se encontra à disposição no fim desse estágio, sendo o conjunto no essencial misturado intimamente de modo a ficar homogéneo.

[0011] Deste modo os microorganismos reconduzidos podem ser novamente utilizados para a maturação do material inicial do estágio em questão do processo.

[0012] Em consequência disto será nomeadamente de esperar uma multiplicação exponencial dos correspondentes microorganismos, 2

-w'

'v-VS -V V ' ' Λ*—V' resultando daí uma ainda maior aceleração do processo de maturação .

[0013] Em relação a esta multiplicação parte-se do princípio de que a taxa de crescimento dos microorganismos também depende da quantidade de nutrientes oferecidos. É de supor que a quantidade de nutrientes oferecidos deverá ser máxima na área do correspondente material primário de um estágio do processo, uma vez que aí os microorganismos, a cargo dos quais está o estágio em questão do processo, ainda não puderam realizar uma decomposição intensiva dos nutrientes.

[0014] Nestas condições é possível, especialmente no início do processo, reconduzir todo o produto para assim obter um acréscimo acelerado da velocidade do processo, até à velocidade mais alta possível.

[0015] Tomando além disso em consideração que determinados passos do processo provocam determinados estados de maturação, é possível atingir mais rapidamente estes estados de maturação por meio da recondução em cascata do correspondente material.

[0016] Em virtude disso poderá contar-se, mesmo sendo menor a duração do processo, com uma maior quota-parte de produtos intermédios específicos do processo.

[0017] Daqui resulta também para cada estágio subsequente do processo uma maior saturação dos seus produtos finais, obtidos num tempo correspondentemente menor.

[0018] Apesar disso pode também aqui efectuar-se uma recondução do material, para conseguir também neste caso uma velocidade de conversão exponencial. 3 [0019] Neste contexto merece especial atenção a recondução do produto intermédio à saída do tambor misturador, uma vez que é nn i-smhnr misturador que decorrem uum um elevado grau de multiplicação e de maneira intensiva os processos de conversão biológicos e químicos.

[0020] Os processos que decorrem no interior do tambor misturador são exotérmicos, de modo que a recondução do material permite aumentar correspondentemente a temperatura do processo à entrada do tambor misturador.

[0021] Daqui resultam novamente tempos de maturação mais curtos no tambor misturador e eventualmente também nos estágios subsequentes do processo.

[0022] De acordo com um aperfeiçoamento especial da invenção submete-se pelo menos parcialmente uma corrente parcial retirada a jusante do tambor misturador a um pós-tratamento aeróbio. Para esse efeito os microorganismos do material pré-maturado são misturados intimamente no tanque de reacção, da melhor maneira possível, com adução de ar, para deste modo preparar do ponto de vista da tecnologia do processo os microorganismos necessários à maturação para a sua utilização num estágio anterior do processo.

[0023] Para este efeito propõe-se que a mistura íntima seja obtida num circuito de fluxo de preferência vertical, circuito esse que no interior do tanque de reacção é em si fechado. Adicionalmente pode realizar-se um pós-tratamento aeróbio mediante a adução de água, de preferência água tratada por meios físicos. Para esse efeito propõe-se que a água seja tratada de modo a não afectar os micróbios. Este aspecto será ainda abordado mais em pormenor. Verificou-se que é extremamente eficaz dividir primeiro a corrente parcial destinada ao pós-tratamento aeróbio numa corrente de substância sólida e numa corrente de água turva. 4

Neste caso pode partir-se do princípio que os microorganismos a preparar se encontram no essencial na corrente de água turva, que, do ponte dc vista da Ltsunuluyia do processo, pode ser submetida de maneira relativamente fácil ao pós-tratamento aeróbio.

[0024] Trata-se portanto de um caso secundário do pós-tratamento aeróbio de material em si pré-maturado, obtendo-se pela repartição da água turva saturada de micróbios uma ainda maior especificidade deste estágio de tratamento.

[0025] Aperfeiçoamentos vantajosos da invenção resultam das reivindicações secundárias.

[0026] Neste contexto revestem-se de especial importância as ca-racterísticas da reivindicação 16.

[0027] 0 facto é que estas medidas permitem por um lado utilizar sem problemas água fresca, agua bruta ou água servida para a aceleração do processo, por outro lado indica-se um exemplo de realização de uma instalação, com a qual a água da rede só é correspondentemente influenciada durante o tempo necessário ao processo.

[0028] A invenção é de seguida explicada mais em pormenor mediante exemplos de realização. As figuras mostram:

Fig. 1 uma representação esquemática da instalação para a realização do processo de acordo com a presente invenção,

Fig. 2 num corte longitudinal, um dispositivo para uma preparação da água sem afectar os micróbios,

Fig. 3 uma representação em corte ao longo da linha III-III da fig. 2, 5

ir^cè,

Fig. 4 uma pá misturadora para o tambor rotativo e

Fig. 5 uma parta da inoLdlação para o põs-tratamento aeróbio de uma corrente parcial pré-decomposta,

Fig. 6 o principio global de uma instalação com pós-desni-trificação suplementar e com bio-reactor de vários andares, conforme fig. 5,

Fig. 7a,b exemplos de realização de tambores misturadores adequados,

Fig. 8 outros exemplos de realização do tratamento da água.

[0029] Desde que a seguir nada se diga em contrário, a descrição que se segue é sempre válida para todas as figuras.

[0030] Uma potencial instalação para a realização do processo de acordo com a presente invenção é constituída por um triturador 1, no qual o material a compostar é previamente fragmentado de modo a serem obtidos pedaços com um tamanho no essencial uniforme .

[0031] Depois de ter sido triturado o material pode ser conduzido ao misturador de produtos primários 2, onde é possível adicionar, caso necessário, produtos primários aeróbios ou anaeróbios. Para esse efeito o misturador de produtos primários 2 comporta um veio misturador 3 em posição vertical, ao qual estão fixadas rigidamente pás misturadoras 4. O veio misturador 3 é posto a rodar por um accionamento não representado na figura, para misturar o material acabado de ser triturado com os produtos primários, para formar uma massa tanto quanto possível homogénea . 6

[0032] Após esta etapa do processo separa-se a partir do misturador de produto primário 2 uma corrente parcial deste material, que é ^undu^idd, passando peia conduta de pré-desnitrificação 29, ao tanque de desnitrificação anaeróbia 5. Ai, como o nome indica, a porção de material separada a partir do misturador de produto primário 2 é desnitrifiçada e seguidamente adicionada de novo aos produtos primários sob a forma de uma corrente parcial.

[0033] Após os materiais terem sido de novo reunidos, cria-se um teor predefinido de azoto no material triturado, antes de este ser introduzido no tambor misturador 6.

[0034] É portanto de esperar logo aqui um material compostado já parcialmente preparado, com um teor de azoto predefinivel, material esse que continua agora a ser processado no tambor misturador 6. No caso da fig. 1 o tambor misturador pode girar em torno de um eixo com componente horizontal. A mistura efectua-se por meio de pás misturadoras 10 rigidamente ligadas ao tambor misturador. Um tambor misturador deste tipo será a seguir designado por tambor rotativo. Para tambores misturadores de execução diferente (ver fig. 7a,b) é também válido o que a seguir expõe, com a diferença de em vez do termo "tambor rotativo" ser de utilizar o termo "tambor misturador".

[0035] 0 tambor rotativo 6 encontra-se apoiado em chumaceiras estacionárias 7 e pode rodar, por meio de um accionamento adequado, em torno do eixo longitudinal em posição horizontal em conjunto com todo o material que se encontra no interior desse tambor.

[0036] 0 tambor propriamente dito tem a configuração de um tambor oco em forma de cilindro recto, estando ambas as suas extremidades fechadas por tampas. Na extremidade de alimentação 8 uma abertura central serve para a alimentação continua do material a compostar, já preparado com um teor de azoto predefinido. 7 \

(Λ V.

9 [0037] Devido à abertura central na extremidade de alimentação 8, o material pode ser continuamente introduzido no tambor rotativo C, unde se acumula de forma pratícamente uniforme na parte inferior desse tambor rotativo 6. Durante o movimento giratório as pás misturadoras 10 rigidamente ligadas à parede 45 do tambor rotativo (ver fig„ 4) revolvem permanentemente o material a com-postar que se acumula na zona inferior do tambor, fazendo com que, mercê da posição horizontal do tambor rotativo, se consiga uma estrutura tanto quanto possível homogénea do material.

[0038] As reacções microbiológicas e químicas que se processam no interior do tambor rotativo 6 fazem com que aí reine uma temperatura da ordem dos 80 °C.

[003S] Para se conseguir a necessária humidade utiliza-se uma instalação de aspersão que é alimentada a partir da instalação de condicionamento de água 33. Este aspecto será ainda abordado mais adiante.

[0040] Na extremidade de descarga 9 do tambor pode por exemplo colocar-se uma tampa que é atravessada junto à zona marginal exterior por uma ou mais aberturas. Essas aberturas mergulham então sempre de novo na zona de acumulação do material a compostar e passam a roçar pelo mesmo.

[0041] Uma vez que a alimentação do material a compostar se efectua de maneira pratícamente contínua sai sempre material a compostar preparado através das aberturas que passam por esse material junto da extremidade de descarga 9 do tambor rotativo 6, material esse que é então aduzido ao alimentador de retorno 11.

[0042] Para esse efeito o transportador de retorno 11 está equipado de um parafuso transportador sem-fim 12, que transporta o material a recircular até ao início do estágio do processo "tam- 8

\

fN

bor rotativo". Ai o material retirado no fim do estágio do processo "tambor rotativo" é reunido com o material proveniente do misturador de produto primário 2. Os nutrientes contidos no material proveniente do misturador de produto primário 2 são absorvidos de maneira especialmente voraz pelos micróbios do material proveniente do fim deste estágio do processo, uma vez que nesse aspecto o material final já é pobre em nutrientes.

[0043] Desta maneira consegue-se portanto que o material acabado de aduzir seja digerido pelos micróbios no mais curto espaço de tempo e transformado em composto.

[0044] Nestas condições o parafuso sem-fim do transportador de retorno 12 pode ser accionado continuamente quando o transportador de retorno 11 for apoiado de maneira adequada, de modo a poder rodar em relação à extremidade de descarga 9.

[0045] A temperatura superior à normal, que reina no interior do tambor rotativo 6, faz com que se possa adicionalmente prever que o .calor contido no material retirado seja recuperado num permutador de calor 13 e reconduzido ao processo.

[0046] 0 ar aquecido para este efeito pode por um lado ser re-circulado através de uma conduta de recirculação de calor 15 até à extremidade de alimentação 8 do tambor rotativo 6, sendo por outro lado também possível conduzir este calor a um ventilador secundário 27, que utiliza então o ar aquecido para manter quente o compostador de compostagem bruta 23.

[0047] Nestas condições consegue-se nomeadamente, através da relação de caudais de ar com destino ao ventilador primário 28 e ao ventilador secundário 27, obter uma determinada relação de temperaturas. É portanto possível optimizar também a relação entre a temperatura do tambor rotativo e a temperatura do adubo composto bruto. 9

[0048] A relação de temperaturas é ajustada por intermédio da relação de caudais de ar entre a conduta de calor de escape 14 e a conduta de recirculação de calor 15.

[0049] A corrente parcial não retirada na extremidade do tambor rotativo 6 é então levada a um crivo grosseiro 16, podendo esse crivo grosseiro 16 ser seguido de um crivo fino 17.

[0050] Além disso pode retirar-se na extremidade do tambor rotativo 6 mais outra corrente parcial e introduzi-la no misturador de produto primário 2.

[0051] Isto proporciona a vantagem de o material já em larga medida maturado ser misturado homogeneamente com o material acabado de ser triturado. Também aqui se pode afirmar que os micróbios existentes no fim do estágio do processo "tambor rotativo" se ocupam de maneira extremamente activa da decomposição do material triturado, ainda muito rico em nutrientes.

[0052] No final da secção de crivagem 16, 17 já se encontra à disposição material finamente crivado.

[0053] Os pedaços grosseiros retidos pelos crivos são conduzidos a um moinho 18, onde são mais uma vez moidos.

[0054] 0 material moído pode então ser introduzido novamente no processo através de uma conduta 50 de retorno do moinho, que de maneira conveniente desemboca imediatamente após o triturador 1, de modo que praticamente não sobram quaisquer resíduos provenientes do processo.

[0055] A jusante da cascata de crivagem 16, 17 encontra-se instalado um tanque anaeróbio. Para este efeito propõe-se que o material já parcialmente maturado e finamente crivado seja submetido a um tempo de permanência compreendido entre cerca de três 10

e trinta dias nesse tanque, para activar os processos de decomposição .

[0056] Do tanque anaeróbio 19 sai uma conduta de retorno 21 de material anaeróbio, para também poder recircular o material proveniente deste estágio do processo para um estágio anterior do mesmo processo. Eventualmente o material pré-tratado por via anaeróbia pode, em conjunto com o material proveniente do tambor rotativo, ser reunido na conduta de retorno do material proveniente do tambor e aduzido ao misturador de produto primário 2.

[0057] 0 material pré-tratado anaerobiamente e não recirculado sob a forma de corrente parcial, proveniente do tanque anaeróbio 19, pode então ser aduzido ao compostador de compostagem bruta 23. Também aqui existe a possibilidade de prever, através da conduta 22, um retorno de material sujeito a compostagem bruta. Para acelerar a compostagem bruta o ventilador secundário pode insuflar ar previamente aquecido no adubo composto bruto, através da conduta de calor de escape 14. Trata-se, visto globalmente, da recirculação de material anaeróbio.

[0058] A partir do compostador de compostagem bruta o material é então conduzido a um tanque para ser submetido a uma pós-desnitrificação 24. Para este efeito recomenda-se nomeadamente a utilização de culturas de vermes 25, uma vez que estas culturas de vermes provocam um aumento da decomposição dos nitratos contidos no material compostável.

[0059] No total prevê-se portanto uma desnitrificação por intermédio do tanque de desnitrificação 5 a montante, por intermédio do tanque anaeróbio 19 a jusante e por intermédio de uma pós-desnitrificação a cargo de culturas de vermes apropriadas. 11

' V7f ^τΐ^-^7 / [0060] Principalmente no tanque anaeróbio a jusante pode verificar-se, devido ao tempo de permanência previsto, que é de 2 a 30 dias, uma maior eliminação de substancias nocivas, [0061] Adicionalmente pode prever-se que nem todo o material seja conduzido através do tanque anaeróbio 19 a jusante, mas só uma corrente parcial do mesmo.

[0062] À saida deste tanque anaeróbio pode adicionar-se ao material primário, através da conduta de enriquecimento 26, material que já foi submetido em elevado grau a uma eliminação de substâncias nocivas, sendo este material despejado em conjunto com o anterior no adubo composto bruto.

[0063] Verificou-se ser conveniente aduzir água tratada ao processo continuo, a montante ou no interior do tambor rotativo 6, de modo a favorecer o desenvolvimento de micróbios.

[0064] Para este efeito serve uma instalação de condicionamento de água 33. Esta instalação de condicionamento de água pode estar ligada a um reservatório de água 30 - p.ex. a rede comunal de abastecimento de água - bem como a um reservatório de liquido composto 31, Os líquidos são aduzidos através de válvulas não referenciadas mais em pormenor a uma bomba 32, que por sua vez está ligada à instalação de condicionamento de água 33.

[0065] A relação entre os líquidos pode ser ajustada em função das necessidades em nutrientes básicos (N, O, P, S) . O liquido composto pode p.ex. ser um estrume líquido com um alto teor de nitratos ou soro de leite com teores compreendidos entre zero % e 100 % de substâncias que terão nomeadamente um elevado consumo de oxigénio (biológico ou químico).

[0066] Em qualquer dos casos o líquido composto contém substâncias orgânicas suficientes, de modo que se verifica no interior 12

Γ , V—✓vw do tambor rotativo 6 uma fermentação simultânea. Em principio pode também ser conveniente aduzir o material acabado de triturar a um equipamento de lavagem 34, para o limpar.

[0067] A água para tal necessária pode então ser em larga medida libertada na instalação de tratamento das águas de lavagem 35 das substâncias lodosas e em suspensão. É certo que em principio é recomendável adicionar de novo ao processo as substâncias lodosas e em suspensão. Caso se verifique no entanto que estas substâncias contêm um teor inadmissivelmente alto de metais pesados, torna-se necessário eliminar em separado e de maneira ecológica estas substâncias lodosas e em suspensão. A fig. 2 mostra pormenores da instalação de condicionamento de água 33. Uma instalação de condicionamento de água 33 deste tipo possui um corpo 36, que no essencial tem a forma de um cilindro circular. Numa tampa de fundo deste corpo 36 encontram-se dispostas furações de admissão 37. As furações estendem-se em relação ao eixo longitudinal do corpo cilíndrico com uma inclinação tal que o seu trajecto é convergente no sentido de admissão do material. A jusante das furações de admissão 37 prevê-se um enrolamento electromagnético 38 de forma anular, que comporta no seu centro um correspondente núcleo 39. O núcleo 39 tem um isolamento electromagnético em relação ao corpo 36. Em consequência disso é criado um interstício anular 41 entre o enrolamento electromagnético de forma anular 38 e o núcleo 39. Neste interstício anular 41 estão situados pontos de impacto 43, nos quais se entrechocam os jactos de água que entram através das furações de admissão 37.

[0068] Este aspecto será ainda abordado mais adiante.

[0069] A jusante dos pontos de impacto 43 o corpo prolonga-se de modo a formar um canal de escoamento 40. Aí termina também o núcleo electromagnético 39. 13

[0070] Num perímetro predefinido da tampa do fundo encontram-se então dispostas várias furações de admissão 37. As furações de admissão 37 estãw inclinadas umas em relação às outras de tal maneira que cada duas furações de admissão fazem entrar um par de jactos de água no espaço anular 41, jactos esses que aí colidem no ponto de impacto 43. Como mostra nomeadamente a fig. 3, o ponto de impacto 43 está situado fora de qualquer zona de contacto com o enrolamento electromagnético 38 ou com o núcleo 39. Apesar disso existe aqui um forte campo electromagnético. Este campo é ainda intensificado pelo facto de o núcleo 39 ter uma secção transversal poligonal, de preferência com torção no sentido longitudinal. Ligando o centro do núcleo com um jacto radial que passa por um vértice do polígono, encontra-se também sobre o prolongamento desse jacto o ponto de impacto 43. A configuração poligonal do núcleo faz portanto com que na zona dos vértices do polígono haja uma concentração das linhas de campo magnéticas, de modo que os jactos de água que incidem sobre esses pontos estão também expostos a esta elevada intensidade de campo.

[0071] Se bem que as propriedades físicas específicas do condicionamento da água não estejam ainda completamente esclarecidas, pode no entanto supor-se que a pulverização de jactos de água num campo com uma elevada intensidade magnética provoca uma desintegração e simultaneamente uma homogeneização das estruturas cristalinas contidas na água.

[0072] A desintegração das estruturas cristalinas não as elimina concretamente. As estruturas cristalinas são no entanto substancialmente fragmentadas, favorecendo assim a maturação química e biológica do material a compostar, misturado com esta água.

[0073] Passado um determinado tempo, as estruturas cristalinas finamente dispersas reúnem-se novamente para formar grandes estruturas cristalinas, de modo que a água desta forma condiciona- 14

da pode então ser lançada no meio ambiente sem quaisquer problemas . Í0074] A fig. 4 mostra além disso um exemplo de realização de uma pá misturadora 10.

[0075] Esta pá misturadora encontra-se rigidamente ligada à parede lateral do tambor rotativo 45 e apresenta uma superfície misturadora 47 que aponta para a parte de dentro do tambor. Na extremidade da pá misturadora 46 está previsto um gancho misturador, que no essencial aponta na direcção axial do tambor rotativo 6. Em virtude disso o gancho misturador provoca uma mistura do material na direcção periférica do tambor rotativo, enquanto que a zona alongada da pá misturadora 10 apresenta uma superfície misturadora 47 apontada radialmente para o lado de dentro do tambor rotativo. A superfície misturadora 47 provoca um deslocamento axial do material a misturar, verificando-se ainda por ac-ção da zona rebaixada 49 da superfície misturadora 47, em forma de parafuso, um certo efeito de revolvimento.

[0076] A fig. 5 mostra além disso um aperfeiçoamento da invenção .

[0077] Nessa figura vê-se uma parte de instalação que serve para um pós-tratamento aeróbio de uma corrente parcial pré-maturada 55. Faz-se derivar a corrente parcial pré-maturada a jusante do tambor rotativo ou de qualquer outro tipo de uma pré-maturação adequada, sendo a mesma aduzida a esta parte de instalação sob a forma de uma corrente parcial 55. Esta parte de instalação é também designada por bio-reactor de vários andares.

[0078] A seguir a um pós-tratamento aeróbio na instalação de pós-tratamento aeróbio 56, que se acabou de mostrar, a corrente parcial 70 assim tratada é de novo reconduzida ao tambor rotativo. 15

-τ.6ι, [0079] A parte central da instalação de pós-tratamento aeróbio 56 é o tanque de reacçâo 59. 0 tanque de reacção 59 dispõe de um tubo vfirf-irsi interior 60, no qual é criada uma corrente descendente 63 na corrente parcial a tratar de forma aeróbia.

[0080] Por motivos de continuidade a corrente descendente 63 é desviada exteriormente ao tubo vertical interior 60, de modo a formar uma corrente ascendente 64. É portanto criado um circuito de corrente 61 em si fechado no interior do tanque de reacção 59, o que permite obter uma mistura intima da correspondente corrente parcial com o ar ou com uma mistura de ar e água. A adução da mistura de ar e água efectua-se no interior do tubo vertical 60 por intermédio de um injector aeróbio 62 disposto na corrente descendente 63. Ai a corrente de ar é aduzida à corrente descendente em conjunto com uma corrente de água formada de preferência por água tratada, de modo a activar os micróbios.

[0081] 0 circuito de corrente 61 fechado sobre si próprio faz com que se atinja um elevado débito mássico, aliado a um elevado efeito de mistura. Por isso também nesta variante de realização se conseguiu a integração de um processo parcial de compostagem com os estágios do processo para a preparação microbial da água, num único processo continuo e estacionário.

[0082] A integração consegue efectuar-se, entre outras coisas, pelo facto de a mistura de ar e água ser aduzida à corrente vertical descendente 63, enquanto que um caudal volumétrico de igual valor pode ser extraído da corrente vertical ascendente 64, para ser reconduzida ao tambor rotativo.

[0083] A corrente parcial extraída e a reconduzir pode ser primeiro aduzida a uma tina de sedimentação 65. Neste caso propõe-se que esta corrente parcial seja sujeita a um tempo de permanência predefinido nessa tina, para que os microorganismos se possam separar da lama 71 depositada em excesso. A corrente lí- 16

quida que contém os micróbios pode então ser reconduzida sob a forma de corrente parcial 70 ao tambor rotativo, enquanto que as lamas em caucsbu 71 sao extraídas e eventualmente submetidas a um processamento ulterior. A corrente parcial 70 pode também ser primeiro conduzida ao misturador de produto primário 2 e a partir daí ao tambor rotativo 6 (ver fig. 6) . Além disso a fig. 5 mostra uma outra alternativa, que está representada a linhas tracejadas. De acordo com essa alternativa a corrente parcial prevista para o pós-tratamento aeróbio é dividida num separador de micróbios 66 em substâncias sólidas 67 e água turva enriquecida de microorganismos. É nesta corrente de água turva 68 que se encontram os desejados micróbios, destinados ao pós-tratamento aeróbio.

[0084] A água turva 68 enriquecida de microorganismos pode agora ser novamente dividida em água e substâncias sólidas, por meio de um filtro 69. A fase líquida é então preparada de modo a não afectar os micróbios, e isto por meio de mais outra instalação de condicionamento de água 33, para depois ser misturada com ar no reactor em circuito fechado 59.

[0085] A fig. 5 mostra além disso que a corrente de água turva 68 pode ser conduzida a um equipamento de lavagem 73, onde é eventualmente misturada com a corrente parcial derivada a jusante do tambor rotativo 6 ou com uma corrente parcial de uma pré-maturação equivalente. Para esse efeito serve uma pá misturadora 74 disposta no equipamento de lavagem 73.

[0086] O produto desta mistura é então aduzido a uma tina de sedimentação 72, para aí serem separadas as substâncias sólidas do banho. As substâncias sólidas podem de novo ser aduzidas à corrente parcial 70. O banho é então conduzido ao filtro 69. Aí, através de uma conduta de retorno 167, as substâncias sólidas compactadas são adicionadas à corrente parcial 70. 17

[0087] A água separada por filtração é então aduzida através da alimentação de água filtrada 168 à instalação de condicionamento de áyua 33, que para aiem disso é abastecida, através da conduta adutora de calor 15, com o calor recuperado.

[0088] Em complemento ao atrás exposto a fig. 6 mostra o principio até agora adoptado, mas completado com as partes de instalação I, II.

[0089] A parte de instalação I corresponde em principio à pós-desnitrificação anaeróbia que já foi descrita em relação à fig. 1. A parte de instalação I está no entanto prevista em suplemento à pós-desnitrificação de acordo com a fig. 1, para levar o material grosseiro do crivo 17 a uma pilha de maturação grosseira, Neste caso torna-se por isso desnecessário um retorno ao moinho 18 do resíduo proveniente do crivo 17. Tudo o que foi dito em relação a conjuntos individuais providos de índices de referência idênticos, de acordo com a fig. 1, é também aplicável, de maneira adequada, às partes da instalação de acordo com a fig. 6,1.

[0090] Deverá ainda referir-se em especial que as substâncias sólidas retidas no crivo fino 17 - contrariamente ao retorno para o moinho 18 de acordo com a fig. 1 - são agora aduzidas di-rectamente ao tanque anaeróbio 19. Na parte de instalação de acordo com a fig. 6,1 efectua-se por isso uma eliminação de nitratos residuais a partir dos componentes grosseiros da fracção separados por filtração no crivo fino 17, enquanto que os componentes finos da fracção são processados numa instalação idêntica à da fig. 1. As substâncias primárias obtidas em ambos os lados podem então ser encaminhadas para uma utilização ulterior, depois de serem extraídas da instalação.

[0091] Além disso a fig. 6 mostra ainda que na parte superior esquerda do esquema a alimentação da instalação é repartida numa 18

y / >? conduta 130 para a adução de lixo residual biologicamente decom-ponível, bem como numa conduta 130a para a adução de água fres-r.a/pgn?. servida. Esta água é misturaaa com material triturado num equipamento de lavagem e, caso necessário, introduzida numa estação de tratamento de água 35. É possível extrair correntes parciais, tanto do equipamento de lavagem 34 como da estação de tratamento de água 35, para as aduzir numa relação de mistura adequada ao misturador de produto primário.

[0092] Este caudal mássico pode além disso ser reunido com uma parte predefinida de líquido de difícil decomposição biológica, que é conduzido através da conduta 130b. Para este efeito servem os tanques de liquido composto 31, cujas saídas são então ligadas à conduta adutora comum do misturador de produto primário 2.

[0093] Caso se venha a verificar que a corrente extraída do tambor rotativo 6 requer uma desnitrificação suplementar, é recomendável extrair a jusante do moinho 18 uma corrente parcial e aduzi-la directamente à desnitrificação anaeróbia no tanque de desnitrificação 5. Esta medida faz sentido especialmente quando se pretende evitar uma nova mistura deste material com o material fragmentado sem ter sido submetido a uma ulterior desnitrifi-cação.

[0094] Como além disso a fig. 6 mostra o permutador de calor 13 pode ser abastecido sem problemas de ar fresco através da conduta 130c.

[0095] A parte de instalação II de acordo com a fig. 6 mostra mais outra estação de tratamento de água. Para esse efeito a corrente parcial 55, derivada a jusante do tambor rotativo, é primeiro introduzida num equipamento de lavagem 34 e depois numa estação de pós-preparação de água 35, antes de a corrente parcial assim tratada ser aduzida ao filtro 69, em concordância com o representado na fig. 5. Neste caso aduz-se também no equipamento 19

de lavagem 34 à corrente parcial 55 uma corrente de água fres-ca/água servida proveniente da conduta 130a, antes de através da sHyção de água corem extj-ciidus os micróbios contidos na corrente parcial 55. As substâncias sólidas produzidas podem então ser novamente conduzidas através da conduta de retorno 70 a um estágio do processo localizado a montante do tambor rotativo ou ser introduzidas directamente no tambor rotativo.

[0096] Para completar o exposto deverá ainda referir-se que a jusante do reactor em circuito fechado 59 se pode prever uma tina de sedimentação 65, cujas substâncias sólidas são igualmente introduzidas na conduta de retorno 70, enquanto que o banho é reconduzido através da conduta ao retorno de água em excesso da instalação de condicionamento de água 33 a montante do tambor rotativo.

[0097] As fig. 7a,b mostram outros exemplos de realização de um tambor de mistura.

[0098] Enquanto que nos exemplos de realização de acordo com as fig. 1 e 6 o tambor de mistura se encontra apoiado de modo a poder girar em torno de um eixo horizontal, e dispõe de pás misturadoras 10 dispostas rigidamente na parede interior desse tambor, a fig. 6a mostra, divergindo desta configuração, que o tambor de mistura tem um apoio estacionário. 0 tambor de mistura deve portanto ser considerado como sendo um tanque de armazenagem ou um recipiente similar, no interior do qual se pretende que seja realizada uma pré-maturação, que pode processar-se com adução suplementar de ar. O processo de mistura no interior do tambor de mistura tem no entanto um significado decisivo em termos da invenção. A mistura é obtida por meio de um transportador em circuito fechado, que faz circular de maneira continua ou pelo menos quase estacionária o material de pré-maturação no interior do tambor de mistura estacionário. 20

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A/v** :,¾.

[0099] Divergindo desta configuração a fig. 7b mostra um tambor de mistura igualmente estacionário. No interior do tambor de mistura cnccntra-Se disposto um agitador que se move continua-mente, descontinuamente ou de maneira quase estacionária, para manter o material de pré-maturação num estado de mistura tanto quanto possível homogéneo.

[0100] Além disso a fig. 8 mostra ainda um outro exemplo de realização de uma instalação para o condicionamento da água. Em princípio também aqui se concretiza um processo em que um jacto de água é pulverizado e conduzido para dentro de um campo elec-tromagnético, confluindo seguidamente de novo a jusante da instalação .

[0101] A diferença essencial da instalação de acordo com a fig. 8 reside no facto de a pulverização do jacto de água que entra através da furação de admissão 37 se efectuar junto de uma placa de impacto furada 180. A placa de impacto 180 tem furos 185 situados no prolongamento das furações de admissão 37, furos esses que atravessam a placa de impacto 180 e que desembocam com uma configuração anular na zona do campo electromagnético no interstício anular 41 aí existente.

[0102] A água incidente atravessa os furos 185 sob a forma de jacto, sendo pulverizada ao sair dos referidos furos. A água pulverizada é então exposta à acção do campo magnético e pode ser eventualmente impelida a jusante mais uma vez através de uma placa de impacto suplementar 190, antes de ser recolhida no canal de escoamento 40.

[0103] Para finalizar deverá ainda referir-se que em consequência das temperaturas relativamente elevadas que se pretende obter no tambor de mistura se prevê um isolamento térmico para esse tambor de mistura, isolamento esse que envolve o tambor de mistura sob a forma de um revestimento isolante. 21

Lista de índices de referência: rmn4i h *” ^ · j 1 Triturador 2 Misturador de produto primário 3 Veio misturador 4 Pá misturadora 5 Tanque de desnitrificação anaeróbia 6 Tambor de mistura 7 Apoio 8 Extremidade de alimentação 9 Extremidade de escoamento 10 Pá misturadora, dispositivo misturador, agitador, transportador circulante 11 Transportador de retorno 12 Parafuso sem-fim de retorno 13 Permutador de calor 14 Conduta de calor de escape 15 Conduta de recirculação de calor 16 Crivo grosseiro 17 Crivo fino 18 Moinho 19 Tanque anaeróbio 20 Retorno de material do tambor 21 Retorno de material anaeróbio 22 Retorno do adubo composto bruto 23 Adubo composto bruto 24 Pós-desnitrificação 25 Vermes de húmus, cultura de vermes 26 Conduta de enriquecimento 27 Pós-ventilador 28 Pré-ventilador 29 Conduta de pré-desnitrificação 30 Reservatório de água 22

31 Tanque de líquido composto 32 Bomba 33 Instalação do ccndiuiuuaraenco ae água 34 Equipamento de lavagem 35 Pós-preparação da água de lavagem 36 Corpo 37 Furação de admissão 38 Enrolamento electromagnético 39 Núcleo 40 Canal de escoamento 41 Interstício anular 43 Ponto de impacto 44 Jacto radial 46 Pá misturadora 47 Superfície misturadora 48 Gancho misturador 49 Rebaixo 50 Conduta de retorno ao moinho 51 Tubuladura de aspiração de ar 55 Corrente parcial derivada a jusante do tambor rotativo 56 Instalação de pós-tratamento aeróbio 57 Adução de ar 58 Adução de água 59 Tanque de reacção 60 Tubo vertical interior 61 Corrente de material em circuito fechado 62 Injector de material aeróbio 63 Corrente descendente 64 Corrente ascendente 65 Tina de sedimentação 66 Separador de micróbios 67 Corrente de substâncias sólidas 68 Corrente de água turva 69 Filtro 70 Corrente parcial reconduzida ao tambor rotativo 23

71 Lamas em excesso 72 Tina de sedimentação 77 Equipamento de iavãyem 74 Pá misturadora 130 Lixo residual biologicamente decomponivel 130a Água fresca/água servida 130b Liquido difícil de decompor biologicamente 130c Ar fresco 130d Ar servido 167 Conduta de retorno das substâncias sólidas compactadas 168 Alimentação de água de filtragem 170 Retorno de água em excesso 180 Placa de impacto 185 Furo 190 Placa de impacto

Lisboa, 6 de Setembro de 2001 ΤΓΕ OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 24

Claims (21)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a decomposição de material compostável, precedido de uma trituração da matéria primária e seguido, num processo de caudal continuo quase estacionário, da adução da corrente de material triturado a um tambor misturador para uma pré-maturação a uma temperatura aumentada e finalmente com deposição da corrente de material pré-maturada em pilhas, para sua maturação, com estágios de processo tais, que 1.0 a corrente de material triturado é antes de mais exposta, numa primeira fase do processo de caudal continuo, a uma pré-desnitrificação anaeróbia e que 1.1 esta corrente de material pré-desnitrifiçada é então, num segundo estágio do processo, que é exotérmico e ae-róbio, misturada intimamente num tambor misturador, sendo submetida a uma ventilação forçada num pré-ventilador e que 1.2 num terceiro estágio do processo, situado a jusante do tambor misturador, a corrente de material proveniente do tambor misturador é exposta a um pós-tratamento anaeróbio, ao que 1.3 a jusante do segundo estágio do processo e a montante do terceiro estágio do processo se separa da corrente de material uma corrente parcial carregada de micróbios provenientes do segundo estágio do processo, sendo a mesma reconduzida à corrente de material a montante ou à entrada do tambor misturador, onde 1.4 a corrente parcial é de novo conduzida à corrente de material pré-desnitrificado ai existente.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ventilação forçada do tambor misturador se efectuar a uma temperatura aumentada, de preferência com recuperação da tem- 1

   peratura aumentada inerente ao fluxo térmico que sai do tambor misturador.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma parte do fluxo térmico que sai do tambor misturador ser utilizada para a pós-ventilação de uma instalação de compos-tagem bruta disposta a jusante do tambor misturador.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a relação de temperaturas entre o pré-ventilador e o pós-ventilador ser regulável.
5. 5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por se separar a jusante do tambor rotativo uma corrente parcial que é recirculada para a extremidade anterior do tambor rotativo.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a recirculação se efectuar no interior do tambor rotativo.
7. 7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por se efectuar entre o triturador e o tambor rotativo um tratamento prévio aeróbio e/ou anaeróbio.
8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por se separar a jusante do tambor rotativo uma corrente parcial, que será de novo aduzida a montante do estágio do tratamento prévio aeróbio e/ou anaeróbio do processo.
9. 9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 7 ou 8, caracterizado por se aduzirem, com vista ao tratamento prévio aeróbio e/ou anaeróbio, produtos primários aeróbios e/ou anaeróbios e por se efectuar uma mistura continua e intima dos produtos primários aeróbios e/ou anaeróbios com o material triturado. 2 Ρ\ \'i
10. 10. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, ca-racterizado por a jusante do tambor rotativo se efectuar uma c±.ivayem e por o material retido pelo crivo ser finamente moído e novamente aduzido a montante do tambor rotativo ao processo contínuo.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o material finamente moído ser submetido a um tratamento prévio aeróbio e/ou anaeróbio, antes de entrar no tambor rotativo.
12. 12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a jusante do tambor rotativo se extrair calor do material a compostar, sendo esse calor aduzido de novo ao processo a montante do tambor rotativo.
13. 13. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por se aduzir ao processo contínuo, a montante ou no interior do tambor rotativo, líquido tratado de maneira a não afectar os micróbios.
14. 14. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 12, caracterizado por se aduzir ao processo contínuo um líquido aeróbio a montante ou no interior do tambor rotativo.
15. 15. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14, caracterizado por se fazer entrar um jacto de líquido num campo electromagnético, que aí será pulverizado por impacto, sendo o jacto de líquido pulverizado reconstituído de novo a jusante.
16. 16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a pulverização por impacto se efectuar mecanicamente e sem contacto directo, unicamente pela colisão com um outro jacto de líquido. 3
17. 17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por os jactos de liquido serem orientados sob um ângulo agudo em relação xmpacco.
18. 18. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por se aduzir ao liquido um liquido de adição, que favorece a fermentação.
19. 19. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18, caracterizado por a jusante do tambor rotativo, de preferência após uma crivagem prévia, se efectuar uma armazenagem provisória com uma duração de cerca de 3 a 30 dias, efectuan-do-se essa armazenagem essencialmente ao abrigo do ar.
20. 20. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 19, caracterizado por o material triturado passar por uma instalação de lavagem, antes de entrar no tambor rotativo.
21. 21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por num aparelho de tratamento de água instalado a jusante se separarem as matérias em suspensão na água, que serão reconduzidas ao processo ou então eliminadas separadamente. Lisboa, 6 de Setembro de 2001 )AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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