Avaliação da auto-suficiência energética de reatores anaeróbios no tratamento de esgoto sanitário e água cinza

Abstract

The anaerobic treatment of sewage is widely employed in Brazil and it is an appreciated way for the treatment of effluents, helping to reduce the environmental impact in rivers. The methane gas obtained from the process can be applied to improve the energetic efficiency of the system, reducing the amount of waste and the cost of the treatment process. This work presents the net energy balance of anaerobic reactors applied to the treatment of sewage. The analysis was performed considering full-scale and laboratory-scale treatment systems. In laboratory scale, the results from three kinds of systems were compared regarding the biological treatment of greywater. Two of them (UASB7 and UASB12) were anaerobic and the other one was a combined anaerobic-aerobic system (UASB7/SBR6). Greywater methanization (compared to theoretical maximum) was calculated considering 100% removal (g BOD/day), the literature percentage removal and the anionic surfactant presence in the effluentt. For each of these three cases, the efficiencies were, respectively, 16.9%, 43.6% and 51.3% in UASB7 reactor, 25.6%, 50.3% and 59.2% in UASB12 reactor and 30.6%, 61.2% and 71.9% in UASB7/SBR6 reactor. The energetic potential was found to be 4.66x10-4, 7.77x10-4 and 5.12x10-4 kWh/L for the UASB7, UASB12 and UASB7/SBR6 reactors, respectively. The pumping system, the aeration (in the anaerobic-aerobic system) and the temperature controlled heating system were considered to calculate the energetic consumption. However, the third one was not employed since tropical regions like Brazil do not need heating systems and also because of its high energetic consumption. The calculated net energy balance in the reactors was negative in the case of greywater, respectively -0.16, -0.28 and -0.18 kWh/L for the reactors UASB7, UASB12 and UASB7/SRB6. In full scale (ETE Jardim das Flores - Rio Claro, SP), the average energy... (Complete abstract click electronic access below)

A digestão anaeróbia em sistemas de tratamento de esgoto tem uma grande abrangência no Brasil sendo que sua utilização apresenta-se como um meio para se tratar efluentes e reduzir o impacto ambiental sobre corpos hídricos. Soma-se a isso a contribuição da produção do gás metano que pode ser utilizado para fins energéticos empregando o mesmo para reduzir ou anular os gastos do funcionamento do sistema. O presente trabalho tem por finalidade avaliar a aplicação de sistemas anaeróbios no tratamento de esgotos sanitários do ponto de vista energético. A análise foi realizada considerando-se sistemas de tratamento anaeróbios em escalas de bancada (literatura) e plena (ETE Jardim das Flores, Rio Claro, SP). Três tipos de sistemas aplicados ao tratamento de água cinza, sendo dois deles anaeróbios e o terceiro composto por um sistema combinado de reatores anaeróbio e aeróbio, foram comparados considerando-se os reatores em escala de bancada. O potencial de conversão de água cinza a metano (em relação ao máximo teórico) foi calculado levando-se em consideração uma remoção de 100% (em g DQO/dia), a porcentagem de remoção de DQO fornecida pela bibliografia consultada e a presença (influência) dos íons surfactantes. Para essas três hipóteses, respectivamente, foram obtidas eficiências de 16,9%, 43,6% e 51,3% no reator UASB7, 25,6%, 50,3% e 59,2% no reator UASB12 e 30,6%, 61,2% e 71,9% no reator UASB7/SBR6. O potencial energético foi de 4,66x10-4, 7,77x10-4 e 5,12x10-4 kWh/L para os reatores UASB7, UASB12 e UASB7/SBR6, respectivamente. Os gastos energéticos foram referentes ao sistema de bombeamento, aeração (para o sistema combinado) e controlador de temperatura. O uso do último foi descartado devido ao alto consumo energético e a não necessidade de uso do mesmo em regiões de clima tropical, como é o caso do Brasil. Todos os cálculos referentes ao balanço... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)