Classificações de tratamentos

No tratamento secundário de efluentes podemos caracterizá-los de duas formas.  Primeiramente, podemos ter os processos em função da aeração, por exemplo, aeróbios e anaeróbios.

Nos processos aeróbios, a reação ocorre com a presença de oxigênio. Como produto, temos a formação de CO2, lodo e efluente.

Em contrapartida, nos processos anaeróbios, não contamos com a presença de oxigênio. É de se esperar que também tenhamos como produto lodo e efluente. Mas e o CO2?

Neste caso, ao invés de produzirmos CO2, temos a produção de biogás. Por outro lado, podemos classificar, também, os processos da forma como ocorre o crescimento microbiano, isso quer dizer que, o crescimento pode ocorrer disperso no líquido ou aderido em um suporte.

Vamos destrinchar um pouco mais esses processos!?

Processos Aeróbicos no tratamento de efluentes

Como vimos anteriormente, os processos além de poderem ser aeróbios, também podem ser com crescimento disperso ou aderido. Com o crescimento disperso, estes processos ocorrem em lagoas de estabilização.

Em lagoas de aeração facultativa temos a ocorrência tanto do processo aeróbio, quanto do anaeróbio. Como assim?

Neste tipo de lagoa, a aeração, quando de forma natural, o oxigênio é fornecido por difusão atmosférica e ou fotossíntese. De forma artificial, temos o emprego de turbinas para facilitar a entrada de oxigênio, o que gera turbilhonamento na água. Além disso, ocorre apenas na superfície.

Já no fundo, temos a ocorrência do processo anaeróbio.  Em consequência, as zonas intermediárias podem realizar o processo de ambas as formas, sendo assim, dizemos que a aeração é facultativa.

Sobretudo, temos que ter a ocorrência de reações, não? E neste caso, ocorre mais de uma.  O material carbonáceo presente na superfície dos efluentes sofre oxidação enquanto o de fundo sofre fermentação anaeróbica.

Já o material nitrogenado sofre nitrificação.

Por fim, se tratando de lagoas aeradas, temos a mistura completa. Seu mecanismo de funcionamento visa manter sólidos e biomassa suspensos e dispersos no líquido, além de fornecer oxigênio. 

Comparando com os exemplos anteriores, temos um menor espaço de instalação e tempo de permanência. Todavia, os gastos com energia são maiores.

Em conclusão, o último processo aerado ocorre com o emprego de biodisco. Neste caso, o biofilme se adere nos discos e a medida que ocorre a rotação, a matéria orgânica e o ar entram em contato com a biomassa.

Processos anaeróbios no tratamento de efluentes

Os processos anaeróbios ocorrem por fases. 

Primeiramente, temos a ocorrência da hidrólise de moléculas grandes pela ação das enzimas que são liberadas pelas bactérias.

Na segunda fase, as bactérias produzem álcoois, ácidos, amônia e CO2 através da transformação dos macronutrientes presentes na matéria orgânica. Designamos essa fase como fase ácida.

Por fim, a fase metanogênica é onde ocorre realmente a formação do biogás , composto majoritariamente por metano, pela reação do dióxido de carbono com o hidrogênio. No decorrer da reação, verifica-se uma queda na velocidade de reação por conta do “isolamento” bacteriano pela formação de bolhas.

Esses equipamentos, conhecidos como biodigestores, podem funcionar tanto em bateladas como em operação contínua. Em suma, qual processo utilizar?

Essa resposta dependerá da sua matriz efluente, bem como teríamos que avaliar o processo com melhor custo benefício.

Acompanhem o blog da engenharia para ficarem por dentro dos próximos tópicos.

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Além disso, trata-se de uma fonte renovável de energia, contribuindo, portanto, para geração de energia limpa. Continue a leitura e confira  outros aspectos em relação ao grande potencial que o biogás possui para ser uma excelente alternativa sustentável para geração de energia elétrica.

Entendendo o que é o biogás

Sobretudo, o biogás é uma  mistura de gases, tendo como seus principais componentes o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2). Sim, os dois principais gases de sua composição são altamente prejudiciais ao meio ambiente.

No entanto, o CH4 é mais prejudicial quando comparado aos efeitos do CO2 na atmosfera, visto que ele retém 28 vezes mais calor que o dióxido de carbono, aumentando assim o efeito estufa no planeta Terra.

Contudo, a composição do biogás pode sofrer variações devido a fatores como a temperatura e o material a ser digerido para sua geração. Tendo em vista que o material é um dos fatores que influencia a composição deste, é relevante citar a partir do que é possível obter este gás. 

A decomposição anaeróbia (ausência de oxigênio gasoso) da matéria orgânica irá gerar dentre seus outros produtos o biogás. Algumas das matérias orgânicas passíveis de gerar este gás, são:

• Fezes e estrume de animais;
• Resíduos sólidos urbanos (RSU) presentes em aterros sanitários;
• Esgoto.

Como gerar energia elétrica a partir do biogás? 

Basicamente a geração de energia elétrica a partir do biogás, é feita por meio de uma conversão da energia química do gás obtido no processo de decomposição anaeróbia, em energia mecânica por um processo de combustão. 

Confira a seguir como pode ser o desdobramento das etapas para geração de energia elétrica a partir do biogás, tendo como exemplo matéria orgânica proveniente de fezes e estrume de animais.

Além de obter energia elétrica e gás natural veicular ao final do processo, é possível obter também biofertilizante. Trata-se um subproduto obtido a partir da fermentação anaeróbica da matéria orgânica na produção de biogás. A utilização deste material proporciona às pastagens e lavouras ganhos de muitos nutrientes, e pode até ser capaz de substituir a utilização de agrotóxicos. 

O Brasil neste cenário 

O Brasil possui um grande potencial para explorar cada vez mais o biogás. Dentre os aspectos que sustentam esse ponto de vista, está o fato de termos matéria orgânica proveniente de fezes e estrume de animais, resíduos sólidos urbanos e esgoto em grande escala. 

Além disso, todas as matérias orgânicas citadas precisam de tratamento adequado visto que todas devem ter uma destinação final adequada devido ao potencial que todas possuem para serem prejudiciais ao meio ambiente.

Então por que não usar a obtenção de biogás alinhada aos tratamentos destas matérias orgânicas? Segundo o Panorama do Biogás no Brasil 2020, publicado pela CIBIOGÁS

O potencial nacional de produção de biogás bruto calculado pela ABiogás, é de 82,58 bilhões de metros cúbicos ao ano, considerando os setores sucroenergético, saneamento, proteína animal e produção agrícola.

Ao comparar este potencial com o atual cenário de produção de biogás brasileiro de 1,83 bilhão de metros cúbicos ao ano, constata-se que apenas 2% do total é aproveitado e que há oportunidade de expandir em 98% a produção de biogás no Brasil.

Dessa forma, é inegável o grande potencial que o Brasil possui. E dentre tantas motivações que poderiam ser mencionadas há as crises hídricas, que estão sendo cada vez mais corriqueiras. O biogás  tem potencial para protagonizar com êxito o processo de  diversificação da matriz elétrica do Brasil.

Referências: 

[1] CIBIOGÁS. Nota Técnica: N° 001/2021 – Panorama do Biogás no Brasil 2020. Foz do Iguaçu, Março de 2021

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