BIBLIOTECA

Digestão aprimorada com hidrólise térmica contínua – Um caminho direto para uma planta de tratamento de águas residuais sustentável econômica

Resumo

Há uma necessidade crescente de grandes estações de tratamento de águas residuais gerarem o máximo de eletricidade possível a partir do biogás. Isso não apenas garante uma economia significativa nos custos operacionais, mas também melhora o perfil ambiental da planta. A digestão aprimorada através do uso do processo de hidrólise térmica contínua tem o potencial de ajudar uma grande estação de tratamento de águas residuais a avançar para a neutralidade energética. Este artigo tem como objetivo usar uma moderna estação de tratamento de águas residuais na Europa como um estudo de caso para investigar as vantagens potenciais que um processo de hidrólise térmica contínua pode fornecer. Os resultados indicam que, apesar de já ter um processo de digestão eficaz e eficiente, através da implementação do processo de hidrólise térmica contínua, a planta tem o potencial de cobrir 65% de suas necessidades energéticas totais a partir do biogás. Isso é 33% mais que a situação atual. Ao olhar para o futuro, através da otimização do processo de tratamento de águas residuais e da aplicação da hidrólise térmica contínua, as grandes ETEs têm o potencial de serem completamente neutras em energia elétrica. Esta seria uma vantagem financeira significativa tendo em vista o aumento de preços de eletricidade.

Introdução

Ao considerar as opções disponíveis para reduzir os custos de energia e a pegada de carbono em uma estação de tratamento de águas residuais (ETE), engenheiros e operadores normalmente avaliarão métodos para reduzir o consumo de energia e métodos para recuperar energia de efluentes. Embora as melhorias nas tecnologias de aeração, bombeamento e controle de processos sejam métodos eficazes para reduzir o consumo de energia, a única maneira pela qual uma estação de tratamento de águas residuais pode produzir quantidades significativas de energia renovável é utilizando a energia disponível em lodos/biosólidos. A digestão anaeróbia de biosólidos tem sido o processo de escolha para este propósito há várias décadas, porque é um processo relativamente simples e estável que produz gás metano (CH4), reciclando uma porção significativa da energia contida nos biosólidos para calor e energia (Jolis, 2008).

A digestão anaeróbia segue quatro etapas de processo: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese, sendo a hidrólise a etapa limitante da taxa na reação (Gavala et al, 2003; Perez-Elvira et al, 2006). Ao melhorar a taxa da etapa de hidrólise, os substratos sólidos são mais acessíveis às bactérias anaeróbias, acelerando a digestão, aumentando o volume de biogás produzido e diminuindo a quantidade de lodo a ser descartado (Fdz-Polanco et al, 2008). Taxas de degradação anaeróbicas mais rápidas também podem economizar no volume do digestor (Phothilangka et al, 2008). O principal caminho para alcançar essa digestão aprimorada de biogás é aplicar um processo de pré-tratamento ao lodo antes da digestão (FDZ-POLANCO et al, 2008; Perez-Elvira et al, 2006). Processos térmicos, químicos, biológicos e mecânicos, bem como suas combinações, têm sido estudados como possíveis pré-tratamentos para acelerar a hidrólise do lodo (Climent et al, 2007; Kim et al., 2003; Weemaes e Verstraete, 1998). A melhoria da digestão dos biosólidos através do uso de um pré-tratamento é agora o método de referência para a recuperação de energia a partir de biosólidos. As propriedades físicas do biosólido não tratado também colocam um limite prático de aproximadamente 5% de concentração de sólidos totais em operações de digestão anaeróbica, já que a mistura, transferência de calor e bombeamento tornam-se ineficientes e dispendiosos em maiores teores de sólidos totais (JOLIS, 2008). Portanto, um processo de pré-tratamento que pode permitir a digestão anaeróbica em maiores teores de sólidos totais teria o potencial de adiar melhorias de capital dispendiosas para instalações de digestão anaeróbica que enfrentam limitação em capacidade e, portanto, problemas de conformidade (Jolis, 2008). Como pode ser visto na Figura 1, a aplicação de um processo de digestão aprimorado (neste caso, o processo de Hidrólise Térmica Contínua) é um importante contribuinte para a mudança em direção a concepção e realização de estações de tratamento de águas residuais que produzem energia.

(…)

ÚLTIMOS ARTIGOS: