Resumo: O reator UASB constitui a primeira alternativa de projeto de estações de tratamento de esgoto no Brasil devido aos seus baixos custos de implantação, operação e manutenção, além do baixo consumo de energia. Um dos maiores problemas na concepção UASB, entretanto, é a formação de escuma – camada composta por material flutuante como óleos e graxas – no interior do separador trifásico, que ocasiona uma série de problemas, até mesmo o colapso da estrutura. Objetivando contribuir para redução do subproduto gerado e os seus inconvenientes, o presente trabalho propôs modificações no projeto do separador trifásico do reator UASB. Tais modificações foram avaliadas em reatores UASB em escala semidemonstração, dois reatores, um convencional e outro modificado, foram operados tratando de esgoto doméstico e avaliados quanto ao acúmulo de escuma. Os resultados demonstraram uma satisfatória redução na formação de escuma no reator modificado, quando comparado ao convencional, com uma redução em massa (ST) de 50% e de até 93% na espessura da camada. Esses resultados promissores indicam que as modificações testadas na configuração proposta, representam um importante caminho no equacionamento de um dos principais problemas dos reatores UASB tratando esgoto doméstico no estado da técnica.
Introdução: Os reatores UASB (Upflow Anaerobic Slugde Blanket) constituem a primeira alternativa de projeto de estações de tratamento de esgoto no Brasil devido aos seus baixos custos de implantação, operação e manutenção, além do baixo consumo de energia e baixa demanda de área. No entanto, a configuração tem passado por um período de questionamentos, em virtude dos problemas que foram observados ao longo dos anos de sua aplicação, principalmente, a perda de sólidos no efluente, a perda de gases dissolvidos no efluente e o acúmulo de escuma no separador trifásico. Tais problemas podem ser associados à rápida difusão de uma da tecnologia, originalmente desenvolvida para tratamento de efluentes industriais solúveis, sem que modificações significativas no projeto do reator, que levassem em conta as características dos esgotos domésticos, fossem incorporadas. Embora existam no estado da técnica concepções diferenciadas de reator UASB, ainda hoje é a versão original do reator UASB que apresenta maior aplicabilidade (FORESTI et al., 2006). A pesar disso, desde a sua concepção inicial, o reator 2 ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental UASB apresentou dificuldades no tratamento de efluentes complexos, que apresentam grande parte da DQO na forma particulada como os esgotos domésticos.Por essas razões no meio técnico há o entendimento que mudanças no projeto do reator são extremamente necessárias. No que diz respeito ao problema técnico da escuma poucos avanços foram observados. A escuma é um subproduto sólido do tratamento, composta de materiais flutuantes presentes no esgoto, como óleos, graxas, cabelo, casca de frutas, plásticos, etc, que podem se acumular na superfície da região de decantação e na interface de separação gás-líquido (Figura 1a). A escuma acumulada no interior do separador trifásico (Figura 1b) impede à liberação do biogás da fase líquida, ocasionando seu escape para área de decantação, que prejudica a sedimentação do lodo nessa região, além de propiciar à liberação descontrolada de gases para atmosfera, como o CH4 (um gás de efeito estufa e que pode ser utilizado como combustível) e H2S (gás odorante e tóxico) (LETTINGA & HULSHOFF POL, 1991; SOUZA, 2006; MIKI, 2010. VAN LIER et al., 2011; PEREIRA, 2012). De acordo com Miki (2010), caso uma grossa camada de escuma se acumule e o biogás não seja liberado, pode haver até mesmo à ruptura da coifa por torção, quando o biogás acumulado sob a escuma conseguir vencer a grossa camada, devido à subpressão no interior do separador (Figura 1c).
Figura 1 – (a) Regiões de acumulação de escuma em reatores UASB. (b) escuma acumulada no separador trifásico vista de uma escotilha de inspeção; (c) coifa rompida por torção ETE-Piçarrão-SP. Fonte: SANASA
Os avanços tecnológicos observados para o controle da escuma dizem respeito à melhoria do dispositivo de remoção de escuma do interior do separador trifásico, como o emprego de calhas e tubulação coletora, em substituição ao uso de caminhão limpa-fossa, e o aprimoramento do processo de remoção hidrostática da escuma, e a inserção de enzimas que acelerem a degradação dos compostos lipídicos da escuma (CHERNICHARO et al., 2009; ROSA, et al., 2013, SANTOS & CHERNICHARO, 2013). Apesar disso, a melhor solução técnica, ainda que não tenha sido desenvolvida, é impedir que a escuma se acumule no separador. Neste sentido, o presente projeto avaliou o desempenho de uma inovadora configuração de reator UASB (reator modificado), concebida com o objetivo de impedir o acúmulo da escuma no separador. Para tanto, o reator modificado apresenta um novo modelo de separador de fases, no qual o esgoto passa em grande parte pela sua parte interna e arrasta a escuma para a região de decantação, e em seguida para o efluente final.
Autores: Jackson de Oliveira Pereira; Lorranna Rust Raposo; Augusto Facchini Rodrigues e Wellington Douglas Silva Aguiar.
Leia o estudo completo: Aplicação de uma inovadora configuração de reator UASB ao tratamento de esgoto doméstico objetivando o controle da escuma
