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Produção de biogás a partir da digestão anaeróbica de efluentes orgânicos em reator UASB

Publicado em 22/05/2017 às 13:37:08

Resumo

Com a crescente demanda por energia renovável e proteção ambiental, a tecnologia de digestão anaeróbica para a produção de biogás tem atraído atenção considerável em torno do mundo. A digestão anaeróbica é um processo biológico que converte a matéria orgânica em um gás rico, o metano. É uma tecnologia bem estabelecida para o tratamento de resíduos e efluentes com alto conteúdo orgânico, provenientes de processos industriais e atividades domésticas. Neste estudo, a vinhaça, um subproduto da indústria sucroalcooleira e o efluente lácteo, subproduto da indústria de laticínios, foram avaliados para produção de biogás em reator UASB. Os efluentes orgânicos usados neste trabalho foram coletados a partir de indústrias de grande porte, localizadas no Brasil e Alemanha. Para a digestão anaeróbica da vinhaça e do efluente láctico foi utilizado um reator do tipo UASB em escala laboratorial, temperatura mesofílica e com capacidade de 87 L. Para digestão da vinhaça, o reator UASB operou durante 15 dias, com COV de 2 Kg DQO m-3 d -3 e TDH de 11,5 dias. Os resultados obtidos mostraram um bom funcionamento do reator UASB aplicado a vinhaça. Este estudo obteve-se uma eficiência de remoção de DQO de 71% e volume de biogás acumulado de 1160 litros com concentração de metano em torno de 48 a 57 %. Para a biodigestão do efluente lácteo, o reator UASB operou durante 51 dias. A eficiência do reator a partir da taxa de carga orgânica de 6 Kg COD m-3 d -3 e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 11,8 foi estudada e seu desempenho foi avaliado pelo monitoramento do pH, DQO, relação de alcalinidade FOS/TAC e produção de biogás. Observou- se a eficiência de remoção de DQO em 71,3 %. O pH do reator foi verificado entre 7.0-7.3 e o valor de FOS/TAC entre 0,129-0,152. A produção média de biogás foi observada em 85,8 litros por dia, e o volume específico de biogás entre 0,46-0,71 L /g DQO por dia. O conteúdo de metano no biogás produzido, apresentou o valor máximo e mínimo em 56,6 % e 40 %, respectivamente.

Introdução

Promover a gestão adequada dos resíduos e efluentes gerados nos processos produtivos é um dos principais desafios enfrentados pela sociedade moderna. Dentre os diversos tipos de resíduos e efluentes gerados, aqueles com altos teores orgânicos têm se destacado como uma significante fonte de contaminação ambiental, pois, quando não são tratados de forma adequada, poluem solo e corpos hídricos, proliferam vetores e doenças e emitem gases causadores do efeito estufa (INOVAGRID, 2017).

Neste contexto, a tecnologia de digestão anaeróbia, é um processo com ampla aplicabilidade para a conversão de resíduos e efluentes orgânicos em biogás, associando o tratamento adequado à uma fonte perpétua de energia renovável.

O biogás é um composto gasoso, constituído em média por 59% de gás metano (CH4), 40% de gás carbônico (CO2) e 1% de gases-traço, entre eles o gás sulfídrico (H2S). O biogás resulta da degradação anaeróbia (em ausência de oxigênio) da matéria orgânica, realizada por colônias mistas de microrganismos. É considerado um recurso renovável porque faz parte do ciclo biogeoquímico do carbono (BLEY JR., 2015).

A tecnologia de digestão anaeróbia foi empregada com sucesso para remediar uma variedade de resíduos (NGUYEN, et al., 2015). O processo de biodigestão se desenvolve sobre resíduos rurais (esterco), agroindustriais (vinhaça, efluentes das indústrias de laticínios e dos matadouros), domésticos ou comunitários (lama de esgotos) e, também, sobre plantas (aguapé) (MALAJOVICH, 2012).

A digestão anaeróbica ocorre em inúmeros meios naturais, tais como pântanos, pode ser também reproduzida, se realizada com eficiência em espaços controlados, os chamados biodigestores: grandes recipientes dimensionados especialmente para digerir biomassas de diferentes origens (BLEY JR, 2015).

Além dos benefícios decorrentes do tratamento adequado dos resíduos de biogás, o efluente digerido, incluindo a matéria orgânica tratada, pode ser aplicado como fertilizante, reduzindo o uso de fertilizantes artificiais e reduzindo custos. Estes materiais também podem ser vendidos como um condicionador do solo ou mesmo como combustível sólido para a geração de calor (BRAMLEY et al., 2011).

Devido à sua versatilidade, o biogás pode ser considerado como uma fonte estratégica de energia, podendo se tornar um agente muito importante na ampliação da geração de energia elétrica distribuída no país, com base em fontes limpas e renováveis. Além disso, trata-se de uma fonte de energia estocável, podendo ser utilizada conforme a demanda (INOVAGRID, 2017).

Nesse sentido, este estudo buscou avaliar a produção de biogás a partir da digestão anaeróbica aplicada a vinhaça de cana-de-açúcar e efluentes gerados na indústria de laticínios em reator do tipo UASB.

Autora: Caroline Ribeiro Tunes.

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