Contribuição para o aprimoramento de projeto, construção e operação de reatores UASB aplicados ao tratamento de esgoto sanitário-Parte 5: Biogás e emissões fugitivas de metano Contribution for improving the design, construction and operation of UASB reactors treating sewage-Part 5: Biogas and fugitive methane emissions

RESUMOEste trabalho estuda o potencial de aproveitamento energético dos subprodutos biogás e lodo gerados na estação de tratamento de efluentes (ETE) Laboreaux em Itabira (MG), composta de reatores UASB, filtros biológicos percoladores e unidade de desaguamento do lodo por filtro prensa. Os subprodutos biogás e lodo foram caracterizados em termos quantitativos (produção) e qualitativos (composição e poder calorífico) durante 12 meses de monitoramento. Foram estudados dois cenários de aproveitamento energético dos subprodutos: (i) uso prioritário do biogás para a secagem térmica do lodo e o excedente de biogás para geração de eletricidade em motor de combustão interna; e (ii) uso prioritário do biogás visando à geração de eletricidade e ao aproveitamento do calor dos gases de exaustão para a secagem térmica de lodo. Para a análise desses cenários, utilizou-se o software CHEMCAD® a fim de determinar as condições de queima do biogás em câmara de combustão e em motor de combustão interna, assim como na determinação dos balanços de massa e energia. O estudo analisou o potencial de aproveitamento dos subprodutos do tratamento como fonte de energia renovável para uso na própria ETE e para fornecimento a terceiros. No cenário 1, a geração de eletricidade é menor (atendendo 22,2% da demanda de energia da ETE), mas a secagem térmica possibilita maior redução no volume final de lodo a ser disposto ou a eliminação completa de disposição final se o lodo seco final (com 10% de umidade) for utilizado como combustível por terceiros. No cenário 2, a geração de eletricidade é capaz de suprir 57, 6% da demanda de energia da ETE, todavia o calor contido nos gases de exaustão não é suficiente para a secagem de todo o lodo desaguado, configurando uma menor redução na quantidade de lodo a ser disposto (13,5 ou 24, 9% de redução em massa, conforme a alternativa de remoção de umidade selecionada). ABSTRACTThis work assesses the potential of energy recovery of the byproducts biogas and sludge produced at the Laboreaux wastewater treatment plant (WWTP), in Itabira (MG), which is integrated by UASB reactors, trickling filters and sludge dehydration unit (filter press). The byproducts biogas and sludge were quantitatively (production) and qualitatively (composition and calorific value) characterized during a monitoring period of 12 months. Two scenarios for energy recovery from the byproducts were considered: (i) priority use of biogas for sludge thermal drying and the excess of biogas being used for power generation in an internal combustion engine (ICE); and (ii) primary use of biogas for power generation and the heat of the engine exhaustion gases being used for sludge thermal drying. Biogas burning conditions into a combustion chamber and in an internal combustion engine, as well as mass and energy balances for each scenario, were assessed with the CHEMCAD® software. The study analysed the potential use of the byproducts as sources of renewable energy for use in the WWTP itself and to be offered to third party. In scenario 1, the elect...

A ausência e/ou a não efetividade de rotinas operacionais adequadas para o descarte de lodo excedente e remoção de escuma tem resultado em graves problemas operacionais e de perda de eficiência do sistema de tratamento como um todo. A fim de garantir o adequado gerenciamento desses subprodutos sólidos, é imprescindível o estabelecimento de rotinas operacionais para o manejo do lodo e da escuma, que possam ser implementadas de forma efetiva nos reatores UASB. Esta Nota Técnica (NT) tem como objetivo apresentar os problemas e suas respectivas origens relacionados ao gerenciamento inadequado desses subprodutos sólidos, bem como os possíveis aprimoramentos de projeto, construção e operação. Em síntese, os aprimoramentos referem-se aos seguintes aspectos principais: i) sensibilização dos usuários; ii) melhorias no tratamento preliminar; iii) cálculo mais preciso da produção de lodo nos reatores, levando em consideração o recebimento de todas as possíveis contribuições à ETE; iv) definição das quantidades de lodo a serem mantidas e a serem descartadas do reator; v) definição da estratégia de descarte e das características do sistema de desaguamento; vi) controle sobre o recebimento de efluentes não domésticos; vii) melhor controle sobre a formação de escuma no compartimento de decantação; e viii) utilização de separadores trifásicos equipados com dispositivo de remoção de escuma. Importante ressaltar que o gerenciamento integrado dos subprodutos sólidos (lodo e escuma), bem como do biogás, pode trazer importantes benefícios para as ETEs. Palavras-chave: Biogás; desaguamento; óleos e graxas; reatores anaeróbios; separador trifásico; tratamento preliminar. notas técnicas A Revista DAE está licenciada sob a Licença Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional Creative Commons.

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Contribuição para o aprimoramento de projeto, construção e operação de reatores UASB aplicados ao tratamento de esgoto sanitário-Parte 2: Tratamento preliminar, bombeamento e distribuição de vazão Contribution for improving the design, construction and operation of UASB reactors treating sewage-Part 2: Preliminary treatment, pumping and influent distribution