Processamento altamente eficiente de resíduos de fermentação
Fotos: Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
A maior fábrica de biogás do mundo atual opera com Decanteres GEA
Dinheiro vivo: alto teor de fosfato e alto potencial de metano nos sólidos
O processamento dos resíduos de fermentação, ou seja, a dessecação, é uma exigência essencial quando se deseja evitar o transporte de um grande volume de água a longas distâncias e a custos elevados. O processamento de resíduos de fermentação utiliza vários processos: filtração por meio de prensas de parafuso, filtros de correia, filtros de bacia, prensas em rolos ou peneiras, sedimentação com tanques ou hidrociclones ou até mesmo centrifugação com decantadores. Todos esses processos apresentam vantagens e desvantagens específicas.
Os maiores e mais relativos custos de investimento do Decanter são mais do que absorvidos pelo custos totais – o custo total de propriedade. Outros critérios econômicos e processuais também comprovam as vantagens do decantador. Especificamente, o grau de separação do fosfato e do nitrogênio é significativamente maior com o decantador do que com outras tecnologias. Isto tem sido permanentemente comprovado em testes referenciais e por meio de estudos de caso.
Isso também significa que altos preços podem ser obtidos no mercado de fertilizantes para os sólidos concentrados com seu valioso teor de fosfato. Outro fator importante é o alto potencial de metano nos sólidos separados. Isso é de particular interesse nos casos em que o lodo seja utilizado para incineração e geração de energia.
A Maabjerg Bioenergy usa cinco Decanteres
As vantagens da separação com Decanteres também são reconhecidas pela fábrica de biogás da Maabjerg Bioenergia em Holstebro, Dinamarca, que foi reconstruída em 2012. A Maabjerg Bioenergia é atualmente a maior fábrica de biogás do mundo. Ela foi criada por meio de uma cooperação entre fazendeiros, autoridades locais e instalações de aquecimento. O objetivo da fábrica é, por um lado, processar e refinar o adubo proveniente do setor agrícola e, de outro, fornecer calor e energia para as cidades de Holstebro e Struer.
A fábrica de biomassa foi projetada para processar cerca de 500.000 toneladas de biomassa por ano proveniente dos setores agrícola e alimentar. Com todo esse material, ela gera cerca de 20 milhões de metros cúbicos de biogás e, consequentemente, um teor energético de cerca de 110.000 MWh de eletricidade e 100.000 kWh de água quente. Aqui, as emissões de dióxido de carbono são reduzidas em 21.600 toneladas por ano. No geral, a redução equivalente nas emissões de CO2 em pleno funcionamento deve ser em torno de 50.000 toneladas por ano no futuro, também devido à redução nas emissões de CO2 e de metano provenientes de práticas agrícolas. Para transportar a biomassa até a fábrica da maneira mais favorável possível ao meio ambiente e com baixos custos de transporte, a Maabjerg está planejando um sistema de tubulação com design radial sobre uma área de 16 quilômetros, que conectará os maiores fornecedores de biomassa à fábrica.
Sem esse sistema de abastecimento, seriam necessárias até 50 viagens de caminhão por dia. Para a dessecação dos resíduos de fermentação, a Maabjerg instalou três Decanteres UCD 535 e dois Decanteres UCF 466 GEA. Devido ao alto nível da separação de fosfato e nitrogênio pelos Decanteres, a redução total anual em excedente de nutrientes equivale a 400 toneladas de nitrogênio e 450 toneladas de fosfato. Essa eficiência da separação é obtida sem a utilização de polímeros. Devido ao alto potencial de metano no lodo separado, a queima dos sólidos em um incinerador gera 22.000 MWh de energia por ano. O fosfato e o nitrogênio permanecem nas cinzas, que, por sua vez, podem ser recicladas.
Foto: Maabjerg Bioenergy, Jens Bach
Geometria vital
A geometria correta de bacias e espirais é vitais para o design correto do Decanter. Nesse sentido, a GEA é capaz de trazer toda a sua experiência em operação. Como resultado da separação, os resíduos de fermentação provenientes de uma substância seca são dessecados com uma variação entre 5% e 10% até cerca de 30%. O teor de fosfato nos resíduos líquidos de fermentação, por exemplo, é concentrado a partir de aproximadamente 1,5 kg por tonelada até entre cinco e sete quilogramas por tonelada nos sólidos dessecados, enquanto o teor de nitrogênio é concentrado com uma variação entre quatro e seis quilogramas por tonelada nos resíduos líquidos de fermentação até entre oito e dez quilogramas por tonelada de sólidos. O transporte, que pode ser de até 500 quilômetros em algumas regiões, fica portanto muito mais fácil, já que se transporta menos água, e caminhões comuns podem ser usados em vez de caminhões-tanque. Portanto, o processamento reduz os custos de transporte, além de aumentar o rendimento devido ao maior teor de fosfato e nitrogênio, bem como o maior potencial de metano.
Novidade: Separação em duas fases
Pela primeira vez, a GEA está oferecendo uma separação em duas fases. Aqui, na segunda etapa de separação, até 95%, em comparação a cerca de 75% sem o uso de produtos químicos, do teor de fosfato na fração sólida podem ser separados com o acréscimo de uma pequena fração química, com o objetivo de ligar as menores partículas possíveis de fosfato solúvel em água. Essa variante extremamente econômica é de particular interesse em países e regiões que apresentam um excedente extremamente alto de nutrientes e, consequentemente, uma taxa elevada de exportação de nutrientes, como a Turquia ou o México.
Muitos anos de experiência
A GEA pode valer-se de sua experiência com a operação de fábricas de biogás, que remonta a 1988. Desde então, mais de 6000 fábricas de biogás de todos os portes têm operado na Alemanha. Com um grande número de projetos de construção, a França, a Holanda, a Escandinávia e a Inglaterra, bem como o leste da Europa e os EUA, estão apenas descobrindo as muitas vantagens da geração de biogás. Os decantadores disponíveis da GEA para o processamento dos resíduos de fermentação lidam com produtos de 3 até 100 metros cúbicos por hora. Sem absolutamente nenhum uso de produtos químicos, os Decanteres GEA, perfeitamente adequados para essa aplicação, são capazes de garantir um teor muito alto de substância seca de até 30% nos sólidos.
