Aplicação do processo de compostagem na estabilização de resíduo de aviário - Sanches, Ana Patrícia Chapeira (2011)
O trabalho desenvolvido enquadra-se na necessidade de encontrar soluções alternativas para a gestão de resíduos e respectivos processos de reutilização, reciclagem e valorização, em resultado dos riscos associados à aplicação directa de resíduos no solo e requisitos legais que lhe são aplicáveis. O trabalho consistiu na avaliação do processo de compostagem de resíduo de aviário, o qual é um material rico em matéria orgânica e com elevado teor de azoto. Realizaram-se dois tipos de ensaios de compostagem de resíduo de aviário: à escala laboratorial e à escala piloto. Nos ensaios à escala laboratorial, o objectivo era estudar a compostagem do material controlando alguns parâmetros fundamentais do processo e quantificar as emissões em NH3. Nos ensaios à escala piloto, com compostores expostos às condições do meio ambiente, o objectivo era analisar as características do processo, e, posteriormente, avaliar a estabilidade do composto produzido através de ensaios de vaso. Em ambos os tipos de ensaios de compostagem foi efectuada a monitorização da temperatura do material e do teor de dióxido de carbono da fase gasosa ao longo do processo, bem como a caracterização periódica da fase sólida, relativamente aos parâmetros humidade, sólidos voláteis, pH e teor em azoto. Os resultados experimentais permitiram concluir que o composto obtido possui características adequadas à sua aplicação no solo e favoráveis ao crescimento das plantas. Quanto à distribuição do azoto durante o processo, verificou-se, no ensaio laboratorial, que existe sempre uma considerável mobilidade de azoto na forma amoniacal, da fase sólida para a fase gasosa, em especial quando a compostagem ocorre a temperaturas mais elevadas (T=55ºC). Foi também objecto de estudo a análise da probabilidade de valorização energética do resíduo (compostado e não compostado). Para o efeito foram realizadas experiências de combustão num reactor de leito fluidizado à escala piloto, a operar no regime borbulhante. Um dos objectivos dos ensaios de combustão consistiu em avaliar de que modo a compostagem do resíduo poderá melhorar as suas propriedades caso se pretenda valorizá-lo energeticamente. Durante as experiências de combustão foi analisada a composição do efluente gasoso em termos da concentração de CO2, CO, O2 e NO e a sua relação com as condições operatórias (temperatura, excesso de ar e composição da mistura combustível). Verificou-se que a compostagem contribui para a redução da emissão de NOx, desde que o processo de combustão ocorra em condições adequadas, por exemplo, com 50% de excesso de ar, no entanto seria necessário reduzir a concentração de CO. A queima de resíduo compostado e não compostado apresentou também alguns problemas de operação, como por exemplo a aglomeração do leito e a deposição de cinzas na instalação. Será possível obter um compromisso razoável entre as emissões de CO e NOx nos gases de exaustão e minimizar alguns problemas de operação com uma co-combustão de resíduo de aviário compostado com pellets de resíduos florestais. ABSTRACT: This work fit with need to find alternative solutions for waste management and the respective processes of reuse, recycling and valorization, in result of the risks associated with direct application of waste in soils and legal applicable requirements. The work consisted in the evaluation of the poultry litter composting process which is a rich material in organic matter and with high content of nitrogen. Two types of tests of poultry litter composting were carried out: laboratorial scale and pilot scale. In laboratorial scale tests the objective was to study the composting process controlling some of the fundamental parameters of the process and quantify the NH3 emissions. In tests on the pilot scale, with composters exposed to the conditions of the environment, the objective was to analyze the characteristics of the process when it occurs naturally and evaluate the stability of the compost produced through the seed test. In both types of tests for composting the material temperature and carbon dioxid content through the gaseous phase were monitored along the process, as well as the periodic solid phase characterization concerning to: humidity, volatile solids, pH and nitrogen content. The experimental results allowed to conclude that the obtain compost has adequate characteristics to apply on soil and favorable to plants growth. Related to the nitrogen distribution during the process, laboratorial tests permitted to realize that there is always a considerable mobility of amoniacal nitrogen from the solid to the gaseous phase specially when the composting process occurs at higher temperatures (T=55ºC). The present work also studied the probability of energetic valorisation from waste (composted and non-composted). For this purpose, combustion experiments were conducted in a bubbling fluidized bed combustor at pilot scale. One of the objectives of the tests is to evaluate in which way the composting of the waste is able to improve its properties if the energetic valorization is intended. During the experiences of combustion was examined the composition of the gaseous effluent in terms of the concentration of CO2, CO, O2 and NO and its relationship with the operative conditions (temperature, excess air and composition of the fuel mixture). It was found that the composting contributes to the reduction of emission of NOx, when the combustion occurs in the adequate conditions, such as for example with 50% excess air, however it would be necessary to reduce the concentration of CO. The combustion of composted and non-composted waste also presented some problems of operation, such as agglomeration of the bed and deposition of ash in the installation. It will be possible to obtain a reasonable compromise between the emissions of CO and NOx in exhaustion gases and minimize operating problems with a cocombustion of composted poultry litter with pellets of wood wastes.