Avaliação da viabilidade de aproveitamento do biogás produzido no tanque secundário do sistema de tratamento de lamas (SIMRIA)

Abstract

Face ao contexto de desenvolvimento sustentável em que se inserem atualmente as nossas sociedades, a utilização de fontes de energia renováveis e o consumo racional dos recursos finitos que o nosso planeta disponibiliza ganham elevada importância. Sabendo-se à partida que no tanque secundário do sistema de tratamento anaeróbio de lamas da ETAR Sul da SIMRIA há libertação de biogás e com isso poder contribuir para o aumento do potencial metanogénico deste sistema biológico e tendo consciência que a configuração atual do tanque secundário não visa o aproveitamento deste recurso, foi realizado um estágio para compreensão deste processo. O presente trabalho teve como objetivos a verificação e quantificação da libertação de biogás no tanque secundário do sistema de digestão anaeróbia de lamas da ETAR e a avaliação da possibilidade da sua recuperação e reaproveitamento, atendendo às necessidades técnicas e económicas inerentes à modificação do sistema anaeróbio. Como complemento a este estudo foram realizados ensaios com reatores do tipo batch que simularam as condições reais em laboratório e comparados os resultados obtidos com os reais e avaliar o potencial metanogénico das lamas digeridas provenientes do digestor primário. Os resultados revelam que há efetivamente libertação de biogás pelas lamas anaeróbias armazenadas no tanque secundário apenas com a aplicação de um sistema de agitação. Para além disso, verificou-se a nível laboratorial que a transformação do tanque secundário em digestor (agitação e aquecimento para além do fecho do tanque), aliada à aplicação de algumas das condições de melhoria na sua operação, tais como o aumento da temperatura e a adição de nutrientes, constituem um benefício para a produção de biogás. A comparação entre os dados reais e os resultados obtidos à escala laboratorial revelou também que a libertação do biogás contido na biomassa apresenta cerca de 2 % do CH4 produzido no digestor atualmente existente. Em suma, a quantidade recuperada e/ou produzida de CH4 terá de ser avaliada e mediante um estudo da viabilidade económica será possível concluir se é compensatório o investimento para a sua recuperação (fecho do tanque, colocação de um sistema de agitação e de aquecimento de lamas).

Given the contexto of sustainable development in which our societies currently are inserted, the use of renewable energy sources and the rational consumption of finite resources that our planet can provide grow in importance. Knowing that in the secondary tank of the anaerobic treatment system for sludge of the WWTP at South SIMRIA there is a biogas release that could contribute to the increase of methanogenic potential, and considering that the current configuration of the secondary tank not aimed at taking advantage of this resource, it was performed a traineeship to understand this process. This study aimed to verify and quantify the biogas release from the secondary tank of the anaerobic treatment of sludge and to evaluate the possibility for its recovery and reuse, taking into account the technical and the economic requirements inherent in the anaerobic system modification. As a complement to this study were performed tests in batch reactors that simulated the real conditions in the laboratory and the results of these tests were compared with the real ones, evaluating the methanogenic potential of the digested sludge from the primary digester. The results show that there is effectively a release of biogas by anaerobic sludge stored in the secondary tank applying only a stirring system. Furthermore, it was observed at laboratory scale that the modification of the secondary tank into a digester (stirring, heating and closing of the tank), combined with the application of some improved operational conditions, as the increase of operating temperature or addition of nutrients, represent a benefit to biogas production. The comparison between the data from the WWTP and the data obtained at laboratory scale also reveal that the release of biogas retained in biomass represents about 2 % of the methane produced by the existing digester. In short, the amount recovered and/or produced methane needs to be evaluated and through a study of the economic viability shall be possible to conclude whether compensatory investment for recovery (tank closure, insertion of a sludge stirring system and a heating system).