O descarte de lama decantada úmida é oneroso – sem considerar a produção agrícola. Por tanto, estações de tratamento decidiram secar a lama decantada. Com a desvantagem de que a energia para a secagem clássica (secador a discos, de esteira, rotativo) somente pode ser reaproveitada em pequena parte. A exemplo da secagem rotativa clássica de polpa de beterraba, faltam consumidores para grandes volumes de ar úmido e quente.
01.07.2017
Ela funciona em superfícies reduzidas, economiza até 95 por cento de energia de secagem, e rápida e inodora: a secagem de lama decantada com vapor de água superaquecida. A tecnologia já consagrada nas fábricas de açúcar de beterraba representa uma solução inovadora para estações de tratamento para descarte de lama e ampliação de capacidades.
Inédita instalação de ensaio para secagem de lama decantada
Operadores de estações de tratamento e empresas de descarte têm grande necessidade de processos alternativos de secagem – como por exemplo a secagem por evaporação acima da pressão atmosférica. Mediante este processo, é possível disponibilizar a energia do vapor liberado através de condensação do vapor; além disso, as substâncias do vapor estão novamente disponíveis em estado líquido. Desde o início de 2016, a BMA está operando com uma instalação mundialmente inédita de ensaio para elaborar conceitos para secagem de lama decantada com vapor superaquecido no leito fluidizado – em escala no centro de tecnologia e sob as mesmas condições operacionais existentes na prática.
O momento é ideal. A emenda do decreto sobre lama decantada e fertilizantes, que deverá entrar em vigor ainda este ano, coloca os operadores de estações de tratamento sob pressão. Eles precisam, nos próximos anos, elaborar novos conceitos de reciclagem para a lama decantada, visto que a distribuição nos campos, economicamente vantajosa, termina em 2029.
Apenas nas mais de 10 000 estações de tratamento na Alemanha, são produzidas anualmente cerca de sete milhões de toneladas de lama úmida de decantação, das quais, futuramente, a maior parte deverá ser apresentada em estado seco – inclusive para permitir a recuperação estabelecida de nitrogênio e fósforo. Na Alemanha, a lama de decantação contém aproximadamente 60 000 toneladas de fósforo – um fertilizante inorgânico indispensável. Quase um terço disso é utilizado para fins agrícolas. Para a recuperação do fósforo, é necessária uma concentração: drenagem da lama -> Secagem -> Mono-combustão.
Na drenagem da lama, os avanços tecnológicos dos últimos anos permitem hoje um aumento de 40 por cento de teor de substâncias secas, de até 0,35 kg substância seca / kg do total (kgTS / kg). Na área da secagem de lama decantada, estes avanços tecnológicos até agora não ocorreram. Isso também se deve às desvantagens dos secadores convencionais. Entre eles estão as emissões de odores, risco de incêndio e explosão e o problema do aproveitamento térmico, a umidade final e a fase grudenta da lama decantada, assim como o espaço ocupado pelo equipamento.
A solução para estes problemas é a execução de um secador por evaporação como aparelho de leito fluidizado e pressão. Esta pressão somente pode ser mantida se o secador estiver fechado. Tal propriedade conduz automaticamente a um processo sem emissões de odores e, graças à atmosfera de vapor, também sem oxigênio. Não há nenhum risco de oxidação, incêndio ou explosão no secador. Em função das temperaturas elevadas durante a secagem, as substâncias sólidas (> 0,95 kgTS / kg) e o condensado são estéreis.
Devido à utilização de vapor superaquecido, é possível obter tempos de seca- gem mais curtos em comparação com a secagem com ar quente. Com isso, o tempo de espera da lama decantada no secador é diminuído, o que permite ocupar um espaço menor no chão. Numa área de apenas três metros de diâmetro é possível produzir por hora, no aparelho de leito fluidizado de operação contínua, duas toneladas de produto granulado e livre de poeira com substância seca constante.
Para tanto, a lama decantada com 0,25 até 0,35 kgTS / kg – é transformada em partículas – antes da fase grudenta – e no leito fluidizado, submetida cuidadosamente à secagem para 0,95 kgTS / kg umidade final. A fluidização evita a colagem das partículas ou a fixação nas paredes. Desta forma, a fase grudenta da lama não tem influência na secagem.
A água na lama decantada é transformada em vapor de aquecimento em alto nível energético – ou seja, o secador torna-se um gerador de vapor. Como produto secundário, surge a lama decantada seca. Desta forma, é possível economizar custos de descarte de lama de decantação e a proporção de fósforo na lama é aumentada.
Com isso, a economia de energia é automática.
O produto principal vapor continua contendo 95 por cento da energia de secagem aplicada. De onde vem a energia? Na estação de tratamento, a energia pode ser disponibilizada de várias fontes: em parte de usinas de co-geração, do aproveitamento térmico de parte do gás biológico e, de forma ideal, da combustão da lama decantada seca.
Neste processo, menos energia é produzida, o que de início somente poderia ser comparado às vantagens secundárias, tais como área de ocupação, isenção de emissões e baixos custos de descarte. A vantagem da secagem por evaporação é significativamente maior quando o vapor (150 graus Celsius com quatro bar) é aplicado na estação de tratamento – e para isso há inúmeras possibilidades: Desintegração da lama excedente ou resíduos biológicos, ventilação dos tanques de aeração, evaporação de efluentes altamente contaminados, pré-secagem, extração por vapor, aquecimento urbano, etc.
Através da condensação em cascata altamente eficiente de um ou mais consumidores de calor, esta energia torna- se novamente disponível, o que comprova o seu uso polivalente e reduz as emissões de CO2. Além disso, alguns desses procedimentos podem aumentar o volume de biogases em até 30 por cento, ao mesmo tempo reduzindo o volume de lama. Desta forma, as máquinas novas podem ser mais compactas e as existentes conseguem aumentar sua capacidade significativamente.
