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A Digestão Anaeróbia em ETAR / Conceitos
Leonor Amaral
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Objetivo 6. Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água esaneamento para todos
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Anaerobic digestion 14 472 integrants
Anaerobic digestion 637
Palavra chave Resultados
Anaerobic digestion 1.090.000
Biogas 13.300.000
9.580.000
Artificial Neural Networks & Anaerobic digestion 68.700
Anaerobic digestion sustainability 537.000
Artificial Neural Networks
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200 L/hab.dia
160 L/hab.dia
Me
io r
ece
pto
r
2 L/hab.dia
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200 L/hab.dia
200 L/hab.dia
2 L/hab.dia
Me
io r
ece
pto
r
TerciárioPrimárioPreliminar Secundário
Tratamento de lamas
Reactor biológico Decantador 2ºDecantador 1ºObra de entrada
Lamas estabilizadas
BiogásResíduos
Tratamento Fase Líquida
Tratamento Fase Sólida
ETAR
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Características das Lamas1. Matéria orgânica e inorgânica - complexa2. Matéria fermentescível e contaminada 3. Perigo para a saúde pública 4. Cheiram mal5. A maior parte é água
Tratamento das Lamas - objectivos1. Estabilizar compostos orgânicos2. Eliminar odores3. Destruir patogénicos4. Inibir, reduzir ou eliminar potencial de
fermentação5. Melhorar condições de desidratação6. Reduzir custos
Processos de Tratamento das Lamas
Espessamento DesidrataçãoEstabilizaçãoCal
Digestão Anaeróbia
Digestão Aeróbia
Térmica
Compostagem
…………………..
……………..
……………………
…………………….
…………………..
……………..
……………………
…………………….
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A digestão anaeróbia consiste na conversão microbiológica de
substratos orgânicos a metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), através de
associações simbióticas entre diferentes grupos de bactérias, sendo
normalmente descrita por quatro fases:
•Hidrólise,
•Acidogénese,
•Acetogénese e
•Metanogénese
Uma definição…….
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Proteínas LípidosCarbohidratos
Amino ácidos Ácidos gordos voláteis
Açucares
Produtos intermediáriosPropionato, butirato,..etc
Acetato Hidrogénio, Dióxido de Carbono
Metano
Metanogénese
Hidrólise
Acidogénese
Acetogénese
Matéria orgânica
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Leonor Amaral
Proteínas LípidosCarbohidratos
Amino ácidos Ácidos gordos voláteis
Açucares
Produtos intermediáriosPropionato, butirato,..etc
Acetato Hidrogénio, Dióxido de Carbono
Metano
Metanogénese
Hidrólise
Acidogénese
Acetogénese
Matéria orgânicaFunction Hidrolise
If x=Proteina Then y=aminoacido : GoTo 55
If x=Carbohidrato Then y=açucar : GoTo 55
If x=Lípido Then y=ácido gordo volátil : GoTo 55
55 End Function
If x=Acetato Then y=Metano : GoTo 85
If x=Hidrogénio Then y=Metano : GoTo 85
85 End Function
Function Metanogénese
If ……………………
Function Acidógenese
If ……………………
If ……………………
65 End Function
Function Acetogénese
If ……………………
If ……………………
75 End Function
If ……………………
Matéria
Org
ânic
a
Metano
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Resíduos
Orgânicos
Proc.Deg. Anaeróbia
Digestão Anaeróbia
Trat Anaeróbio AR
Solução
com
nutrientes
Micro
TratAeróbio
TratAeróbio
(nitrificação)
Solução
com
Compostos
mineralizados
Condicionadores
do solo
S
CO2 CO2
CO2 H2SCH4
NBMR- Natural Biological Mineralization Route (Lettinga, 2006)
Águas Residuais
domésticas e industriais,
lamas,
biomassa vegetal,
resíduos sólidos...
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1. Diferentes tipos de microrganismos, dependentes uns dos outros2. Substracto3. Condições operacionais
Sucesso da Digestão Anaeróbia f():
a. Mistura / agitaçãob. Tempo de retençãoc. Carga volúmica (orgânica e /ou de sólidos)
4. Factores Ambientais :
a. Condições anaeróbiasb. Temperaturac. pHd. Ácidos gordos voláteise. Alcalinidadef. Teor de tóxicosg. Nutrientes
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Sucesso da Digestão Anaeróbia f():
4. Factores Ambientais :
a. Condições anaeróbiasb. Temperaturac. pHd. Ácidos gordos voláteise. Alcalinidadef. Teor de tóxicosg. Nutrientes
pH óptimo: 6,8 - 7,4
pH aceitável: 6,4 - 8
alcalinidade 2500 e 5000 mg CaCO3/l, 1000 e 5000 mg CaCO3/l
razão C/N 15 e 30
razão C/P 150/1
Gama de temperaturas Intervalo
Psicrófila 15 – 25ºC
Mesófila 30 – 40ºC
Termófila 50 – 60ºC
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Escumas
Lamas in
Gás (Biogás)
Sobrenadante
Lamas digeridas
≥ 50% CH4
≤ 50% CO2
5% vapor de água
≤ 1% H2S
Outputs Digestão Anaeróbia de Lamas
1. Biogás2. Lamas digeridas (aplicação no solo ,
compostagem ou valorização energética3. Melhoria das condições de desidratação4. Menores teores de água nas lamas
digeridas
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Principais aplicações energéticas do biogás
1. Motores de combustão interna
2. Queima em caldeiras
3. Microturbinas
4. Células de combustível
Necessidade de tratar o biogás:
Aplicação Energética do Biogás = f(composição
do biogás) condiciona a sua utilização.1. Vapor de água – presença de compostos
que possam formar ácidos
2. Teor de enxofre - ácido sulfídrico é
altamente corrosivo
3. Compostos de sílica - siloxanos
Produção específica de biogás 0,75 m3/kg - 1,12 m3/kg de SV rem
Poder calorífico 21.000 kJ/m3 - 24.500 kJ/m3
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O PNAC - Programa Nacional para as Alterações Climáticas- refere a importância do
processo de digestão anaeróbia como forma de controlar as emissões de metano, assim
como de contribuir para a produção de energia renovável
O metano (CH4) é um gás de efeito estufa
A vida do metano (CH4) na atmosfera é muito mais curta do que a do dióxido de carbono
(CO2), mas o CH4 é mais eficiente na captura de radiação do que o CO2.
O impacto comparativo do CH4 sobre a mudança climática é 25 vezes maior do CO2 ao longo
de um período de 100 anos.
Combate às Alterações Climáticas
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Cartoon by David Simonds(http://www.greenm3.com/gdcblog/2010/1/4/sewage-treatment-plants-using-methane-for-fuel-cell-power-ge.html)
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Obrigada