Resumo

O artigo apresenta os resultados das medições de vazão e composição de biogás em reatores UASB em escala real, em tempo real, durante um período de 6 meses. Para relacionar a produção do biogás com as demais variáveis intervenientes também foram realizadas medições de vazão de esgoto, de DQO do esgoto afluente e efluente aos reatores UASB e coletados dados como pluviometria e temperatura do esgoto. A partir dos dados coletados, realizou-se a análise de correlação da produção do biogás com carga orgânica removida, bem como com a pluviometria e a temperatura do esgoto. Por fim, estimou-se o potencial de geração de energia elétrica na ETE. Observou-se que a produção de biogás oscilou durante o período analisado, tendo diminuído em função das maiores precipitação e vazão de esgoto. Durante o período das medições, os valores médios de vazão de esgoto e de concentração de DQO afluente foram de 397 l/s e 453 mg/l, respectivamente. Isso possibilitou a geração de uma vazão média de biogás de 49 Nm3/h, contendo em média 80,5% de metano. A partir da eficiência média de remoção de DQO no reator UASB (67%), obteve-se a produção unitária de 80,8 NL de metano por quilograma de DQO removida. Já o potencial de geração de energia calculado foi de 3.216 kWh/d, que possibilitaria a instalação de um conjunto motogerador com potência de 134 kW.

Introdução

O emprego de reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) tem sido considerado um importante fator para o aumento dos índices de cobertura de tratamento de esgoto na América Latina. Uma das vantagens inerentes ao uso da tecnologia anaeróbia está vinculada a custos. Tipicamente, uma planta de tratamento de esgoto dotada de reatores UASB demanda custos com investimento e operação até 50% menores que aqueles associados com uma planta convencional concebida a partir do sistema de lodos ativados (CHERNICHARO et al., 2015).

Na busca pelo desenvolvimento de um sistema de tratamento autossuficiente, é de fundamental importância o gerenciamento integrado dos subprodutos gerados no processo, como o biogás, otimizando os seus benefícios (potencial energético) e minimizando os impactos (redução de odores e da emissão de gases de efeito estufa). Para tanto, busca-se entender o verdadeiro potencial combustível que se pode esperar desses reatores, formas para maximizá-lo e minimizar fugas de biogás ao meio ambiente.

Nesse contexto, este artigo pretende aprofundar o entendimento sobre a produção de biogás em reatores anaeróbios, correlacionado-a com alguns fatores operacionais e ambientais, tendo em vista que no Brasil são ainda incipientes os estudos sobre a caracterização quantitativa e qualitativa em tempo real do biogás proveniente de reatores anaeróbios em escala plena alimentados continuamente com esgoto doméstico.

Autores: Carolina Bayer Gomes Cabral; Gustavo Rafael Collere Possetti; Christoph Julius Platzer; Carlos Augusto de Lemos Chernicharo e Matthias Barjenbruch.