Teste de AME: Ferramenta para Gerenciamento de Reatores Aneróbios

1. Objetivo

O projeto consiste em desenvolver um modelo de analise que demonstre a capacidade de

reatores anáeróbios, em tratar efluentes com elevadas concentrações de sulfatos.

Através de pesquisas foi encontrado no ensaio de AME – Atividade Metanogênica

Especifica, uma possibilidade de obtenção destes resultados, porém somente o teste

convencional não seria suficiente para avaliação definitiva, sendo necessário adaptá-lo de

forma que possibilitasse estimar o quanto um efluente com elevadas concentrações de

sulfato poderia afetar o sistema anaeróbio.

A principal adaptação no teste de AME convencionall foi que, ao invés de expor o lodo

anaeróbio a uma mistura de nutrientes preparadas em laboratório inserimos o próprio

efluente de entrada da ETE juntamente com o efluente industrial a ser testado. Desta

forma, foi possível avaliar se houve ou não a inibição das bactérias metanogênicas que

atuam na parte final da digestão anaeróbia, sendo elas responsaveis pela produção de

gás metano no reator.

2. Metodologia

Foram realizados dois ensaios utilizando o lodo de um reator anaeróbio, de uma estação

de tratamento de esgoto municipal, com capacidade de tratamento de 161 L/s.

Foram preparados dois frascos sendo um controle e outro com o efluente industrial.

Frasco Controle: Lodo + Efluente de entrada da ETE.

Frasco Teste: Lodo + Efluente de entrada da ETE + Efluente Industrial.

O objetivo principal é avaliar se houve inibição das bacrérias metanogenicas atravavés da

geração de gás metano, entre a amostra controle e teste.

2.1 Caracterização

É de suma importância a caracterização do lodo do reator anaerobio e dos efluentes a

serem testados antes do experimento, os resultados indicam as condições em que os

mesmos se encontram.

Todas as análises citadas abaixo foram realizadas seguindo orientação do STANDARD

METHODS 2005.

2.1.1 Lodo Anaeróbio

Lodo do Reator AnaeróbiopH 7,1

Temperatura (ºC) 29,0Acidez (mg/L) 140

Alcalinidade (mg/L) 400Sólidos Totais (mg/L) 8700

Para avaliação da eficiência do reator foram realizadas análises de DQO do efluente de

entrada e saída do reator.

2.1.2 Caracterização dos Efluentes

Efluente de Entrada da ETE* Efluente Industrial**

pH 6,9 pH 7,4Temperatura (ºC) 25,5 Temperatura (ºC) 25,5

DQO (mg/L) 800 DQO (mg/L) 15Sulfato (mg/L) 50 Sulfato (mg/L) 22000

*Efluente de entrada da estação de tratamento de esgoto municipal.** Efluente industrial proveniente da saída da estação de tratamento de uma empresa Química.

2.2 Execução do Ensaio

Inicialmente foi determinado o volume de lodo necessario para execução do ensaio, esta

quantidade tem relação direta com o volume teórico de Biogás que será produzido durante

o ensaio devendo ser préviamente dimensionado para que o sistema consiga registrar o

volume de biogás gerado, o valor aplicado foi de 8,7 g/L de ST.

O lodo deve ser coletado no reator anaeróbio em todos os níveis da manta de lodo,

devendo ser preparada uma amostra composta contendo uma mistura proporcianal.

Foram calculados os volumes de esgoto da entrada da ETE e do efluente industrial

envolvidos no ensaio.

As proporções utilizadas foram:

Amostra Controle: 75% do volume de lodo e 25% do volume de Efluente da entrada da

ETE totalizando dois litros de amostra.

Amostra Teste: 75% do volume de lodo e 25% do volume de Efluente da entrada da ETE

+ Efluente industrial totalizando dois litros de amostra.

2.3 Montagem dos Equipamentos

Na execução do ensaio utiliza-se equipamentos simples, que a maioria dos laboratórios

possuem. A figura abaixo representa o esquema construtivo do ensaio.

Figura 1 – Esquema construtivo

1- Frasco fermentador em Banho-maria com temperatura de 30 a 35 ºC;

2- Absorção de CO2. Pode ser utilizado um tubo contendo Hidróxido de Sódio (NaOH)

em lentilhas e pedras de silicas para retenção da umidade;

3- Solução indicadora de absorção – Solução de Hidróxido de Potássio (KOH) 50%.

Solução utilizada para absorver o H2S gerado durante a digestão anaeróbia;

4- Coletor de gás – Cuba com água (ou um Bécker) onde é colocada uma proveta

(contendo água destilada) na posição invertida para coletar e registrar o volume de

biogás gerado.

2.4 Realização do Ensaio

Abaixo estão descritas as etapas para realização do ensaio, vale ressaltar que é de

extrema importância que as amostras controle e teste recebam os mesmos procedimentos

ao longo do ensaio.

1º Transferir o volume de lodo anaeróbio calculado anteriormente para o frasco fermentador.

2º Fechar o frasco fermentador, agitar suavemente e colocar em banho-maria.

3º Efetuar o acompanhamento do volume de gás produzido de hora em hora, até o período

de estabilização, É muito importante que o teste seja encerrado somente quando não

houver mais produção de biogás.

Observação: Antes de cada leitura deve-se agitar o fermentador para liberação do biogás

que possivelmente esteja preso no lodo.

3. Resultados Obtidos

Com os resultados foi possível avaliar a inibição das bactérias metanogênicas no reator

anaeróbio, resultando na redução da produção de metano.

Os testes foram realizados prevendo o recebimento de efluente com as seguintes

concentrações:

500 mg/L de sulfato;

890 mg/L de sulfato.

Obs: O efluente industrial em questão possuia 22.000 mg/L de sulfato concentração 22

vezes maior que o máximo permitido pelo Decreto nº 8.468, de 08/09/1976 ( Art. 19A ).

O teste foi realizado em concentrações mais baixas, já prevendo a diluição deste

efluente no esgoto bruto que chega a ETE.

Figura 2 - O gráfico demonstra redução da produção de metano em 10%

Figura 3 - O gráfico demonstra redução da produção de metano em 70%

Avaliando os resultados, pode-se afirmar que, se o efluente industrial for descartado na

rede coletora de esgoto, de forma que, a concentração de sulfato que chega à estação

fique em torno de 500 mg/L o impacto no sistema não traria grandes prejuizos sendo

passiveis de ser assimilado no tratamento. Foi possível observar também que o reator

teve capacidade de tratar um efluente com 10 vezes mais sulfato do que o esgoto bruto

recebido pela estação (concentração de sulfato no esgoto bruto em torno de 50 mg/L).

Já se a concentração de sulfato chegar a proximo a 890 mg/L a redução na geração de

metano seria grande, segundo os testes algo em torno de 70% .

4. Conclusões

O teste de AME adaptado mostrou-se uma ferramenta importante no gerenciamento de

de sistemas de tratamento de esgoto por reatores anaeróbios, dando condições de

conhecer melhor a real capacidade que cada reator tem em assimilar sulfato e outros

compostos, sem afetar a eficiência do tratamento. Com esta ferramenta no

gerenciamento do sistema, pode-se criar condições para ampliar ainda mais a

capacidade de tratamento para diferentes compostos, que antes eram tidos como

substâncias inibidoras do tratamento e praticamente impossíveis de serem assimiladas

num sistema de tratamento projetado para esgotamento sanitário.

5. Referencias Bibliográficas

APHA, (2005). Standard Methods for the Examination of water and Wastewater, 19th adition. American Public Health Association, Washington, D.C.

ASSEMBLÉIA LEGISLATIVA DO ESTADO DE SÃO PAULO, DECRETO N.º 8.468, DE 8 DE SETEMBRO DE 1976, Art. 19ª.

CHERNICHARO, C. A L. Reatores Anaeróbios - Princípio do Tratamento Biológico de Águas Residuárias - vol 5. 2a ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – UFMG

OLIVEIRA, R. D. Geração de energia elétrica a partir do biogás produzidopela

fermentação anaeróbia de dejetos em abatedouros e as possibilidades no mercado de

carbono – Trabalho de conclusão de curso apresentado à Universidade de São Paulo,

São Carlos-SP, 2009.