Resumo
Atualmente, a maior parte do biogás produzido em estações de tratamento de esgoto- ETEs ainda é queimada em flare, do tipo aberto. Algumas iniciativas, como o projeto de beneficiamento de biogás para produção de biometano para uso veicular, da ETE Franca – São Paulo, com capacidade de produzir de 1.500 a 1.700 Nm3/h de biometano e abastecer uma frota superior a 300 veículos, vem mudando este cenário. No primeiro ano de operação foram utilizados 18 veículos adaptados da frota própria e consumidos 21.000 m3 de biometano, que correspondem a uma economia de 33.000 litros de álcool. No segundo ano, a frota passa a ter 38 veículos e espera-se consumir em torno de 45.000 m3 e absorver de 7 a 10% da capacidade de produção. A composição do biometano vem sendo monitorada por medições em tempo real e por análises laboratoriais de acordo com as exigências do órgão regulador, que no Brasil é a Agência Nacional de Petróleo, Gás e biocombustíveis – ANP. No caso do uso do biometano produzido de biogás de ETEs, as regras e condições para aprovação do controle da qualidade de biometano para fins de comercialização são estabelecidos RANP 685-2017.
Introdução
As prestadoras de serviço de tratamento de esgotos geram biogás em suas unidades de tratamento, seja no tratamento do lodo em biodigestores anaeróbios, seja no tratamento de esgoto em sistemas anaeróbios, como por exemplo UASB. A Companhia de Saneamento Básico do Estado –Sabesp, que atua em São Paulo- Brasil, possui um potencial de produzir em torno de 67.000 Nm³/dia de biogás em suas unidades de tratamento, considerando a capacidade instalada de digestores anaeróbios para tratamento de lodos e de sistemas anaeróbios de tratamento de esgoto. Atualmente, a maior parte deste biogás produzido, ainda é queimada em flare, do tipo aberto. No entanto, este cenário vem mudando com iniciativas de aproveitamento energético do biogás, como por exemplo: o projeto de beneficiamento de biogás para produção de biometano para uso veicular, implantando na cidade de Franca, interior de São Paulo, que será descrito a seguir, assim como de uma proposta que está sendo planejado para uma grande ETE na RMSP, que também considera o uso benéfico do biogás.
O projeto de beneficiamento de biogás, anteriormente citado, é resultado de uma parceria entre Sabesp e Instituto Fraunhofer de Stuttgart, que contou com aporte tecnológico e experiência em projetos de produção de biometano do instituto alemão e com a experiência da Sabesp em tratamento de esgotos e implantação de projetos. Foi implantado na ETE Franca, que trata atualmente 470 L/s de esgoto, com capacidade de tratar até 750 L/s. A produção média atual de biogás em seus digestores anaeróbios de lodo (sendo 67-75% de metano) está em torno de 3.000 Nm3/dia. A unidade de beneficiamento instalada tem capacidade de tratar 120 Nm3/h de biogás (2.880 Nm3/dia) e de produzir de 1.500 a 1.700 Nm3/h de biometano, podendo abastecer uma frota superior a 300 veículos, tendo por referência a quilometragem média da frota da Sabesp de Franca. Na fase de pesquisa e certificação do produto biometano pelo órgão regulador, foram utilizados 18 veículos adaptados da frota própria no primeiro ano, que estão atualmente, estão passando para 38 veículos. No primeiro ano, de abril de abril/18 a março/19, foram consumidos 21.000 m3 de biometano e espera-se consumir em torno de 45.000 m3 ao longo do segundo ano, consumindo de 7 a 10% da capacidade de produção. A composição do biometano vem sendo monitorada por medições em tempo real para parâmetros CH4, H2S, CO2, H2, O2, ponto de orvalho, controle de diferença de pressão na saída da coluna de remoção de H2S e na saída do biometano e por análises laboratoriais, de acordo com as exigências do órgão regulador, que no Brasil é a Agência Nacional de Petróleo, Gás e biocombustíveis – ANP. As próximas etapas são a implantação de melhorias no sistema de odoração, a contratação de Estudo de Análise de Risco para Certificação do Biometano como Produto e aquisição de cromatógrafo para monitoramento em linha da composição, conforme exigência RANP 685-2017, a solicitação de Autorização de Exercício de Produção de Biometano e Operação da Instalação Produtora, de acordo com a RANP 734-2018 e o estabelecimento de parcerias para uso do biometano e avaliação de possibilidade de comercialização, após atendimento das resoluções anteriormente citadas.
A unidade opera em modo automático, dentro dos parâmetros definidos pelos fabricantes, Sabesp e Fraunhofer durante a fase de comissionamento e testes do sistema de beneficiamento. Em paralelo são verificadas e registradas, diariamente, durante a operação do sistema, as informações mais relevantes como: vazão, pressão, temperatura de biogás e biometano, para permitir o controle e monitoramento do sistema, além de diferencial de pressão para averiguar o bom funcionamento dos meios filtrantes (adsorventes) e a qualidade do biometano. Em termos de manutenção, são realizadas as verificações e intervenções que foram planejadas durante o comissionamento e partida do sistema com Fraunhofer/Sabesp e fornecedores, com especial atenção para aferição de sensores de detecção de gases, em função da frequência recomendada.
Neste trabalho, serão apresentados concepção do sistema de beneficiamento, custos, resultados de produção e consumo de biometano, desde o início de operação em abril de 2018 até março de 2019 e as próximas etapas do projeto de certificação do produto e ampliação das possibilidades de uso do biometano.
Autores: Rosane Ebert Miki; Luciano Reami; Marcos Marcelino Cason; e Luíza Paula C. B. B. Peixoto.
