Aproveitamento energético de biogás gerado em reatores UASB tratando esgoto doméstico

• Autor(a) principal: Livia Cristina da Silva Lobato
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/ENGD-8KYNF3
• topic: Meio Ambiente e Recursos Hídricos; Saneamento; Biogás; Engenharia sanitária; Saneamento

A pesquisa teve como objetivo avaliar as principais alternativas para valorização energética do biogás produzido em reatores UASB tratando esgoto doméstico. O foco principal esteve relacionado à cogeração de energia e calor para secagem térmica e desinfecção do lodo excedente de reatores UASB. Um modelo matemático foi desenvolvido com o intuito de se estimar, com maior precisão, a parcela de DQO recuperada como metano no biogás e que, efetivamente, representasse o potencial de recuperação de energia em reatores UASB tratando esgoto doméstico. O modelo buscou incluir todas as rotas de conversão e perdas no reator, incluindo a parcela de DQO utilizada para redução de sulfato e as perdas de metano nos gases residuais e dissolvido no efluente. Resultados da produção de biogás em reatores UASB, de pequena e larga escala, foram usados para validar o modelo. Os resultados mostraram que o modelo permitiu uma estimativa mais realista da produção de biogás e de seu potencial energético. A comparação entre as principais alternativas para a valorização energética do biogás produzido em reatores UASB tratando esgoto doméstico indicou que a combustão direta com recuperação de energia térmica é a mais simples e com uma melhor relação custo/benefício. A cogeração de energia e calor parece ser viável para quase todas as plantas em larga escala, especialmente, no caso dos motores de combustão interna. Uma pequena unidade de cogeração de energia e calor foi testada no Centro de Pesquisa e Treinamento em Saneamento UFMG/COPASA - CePTS, localizado na Estação de Tratamento de Esgoto Arrudas, em Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. A unidade é composta por um motor de combustão interna (MCI) adaptado para funcionar a biogás, um protótipo de secador térmico e outros periféricos (compressor, tanque de armazenamento do biogás, soprador de ar etc.). O calor dos gases de exaustão do MCI era direcionado para o protótipo do secador térmico com o objetivo de realizar a secagem do lodo e sua desinfecção. Os resultados mostraram que o aparato experimental é autossuficiente em termos de energia elétrica, produzindo ainda um excedente, disponível para outros usos. Os testes de secagem e desinfecção do lodo duraram sete horas, permitindo um aumento dos teores de sólidos de lodo de 4 para 8% (50% de redução do volume de lodo). Apesar da secagem de lodo não ter sido possível (apenas o adensamento foi alcançado), o processo de desinfecção mostrou ser muito eficaz, mensurado pela completa inativação de ovos de helmintos.