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Título: Potencial energético da co-digestão da biomassa de microalgas no tratamento de esgoto sanitário em reatores UASB
Autor(es): Azeredo, Ludimila Zotele
Orientador: Gonçalves, Ricardo Franci
Data do documento: 18-Mar-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O presente trabalho tem o objetivo de estimar o potencial energético de uma nova modalidade de estação de tratamento de esgoto sanitário, cujo sistema foi concebido pela equipe do Núcleo Água da UFES e visa maximizar o aproveitamento de energia, de nutrientes e de água para reuso. O sistema de tratamento é composto pela associação em série de uma etapa de tratamento preliminar, reator UASB, lagoa de alta taxa e por uma etapa de separação sólido líquido para coleta e reciclagem das microalgas. Essa biomassa de microalgas é enviada ao reator UASB para maximizar a produção de biogás durante a digestão anaeróbia e aumentar a disponibilidade energética do sistema. Para quantificar a Disponibilidade Energética (DIE), através da realização do balanço de massa e de energia individualizado para cada processo e também para o sistema integrado, foram utilizados modelos matemáticos de dimensionamento e experimentos relatados na literatura. Estimou-se a DIE, sob a forma de biogás, em 5,78 W/hab (0,99 KWh/m3) no reator UASB, sem a digestão da biomassa do pós-tratamento, e para o sistema integrado, após a co-digestão das microalgas uma DIE de 10,21 W/hab (1,75 KWh/m3). Os resultados indicaram um balanço positivo de energia sendo a energia disponível do sistema (1,75 KWh/m3), 13 (treze) vezes maior que a demanda requerida para o seu funcionamento (0,13 KWh/m3.d), e 03 (três) vezes maior que o valor produzido quando convertido em energia elétrica. (0,50KWh/m3). Esse novo modelo de estação de tratamento de esgoto sanitário pode ser considerado superavitário em energia, apresenta simplicidade operacional, atua no nível terciário do tratamento do esgoto sanitário, propicia a recuperação de nutrientes nitrogênio e fósforo, opera no sequestro de CO2 e contribui para a redução da concentração deste gás na atmosfera.
This study aims to estimate the energy potential of a new type of wastewater treatment plant, whose system was designed by the Núcleo Água team from UFES and aims maximizing the use of energy, nutrients and water for reuse. The association in series of preliminary treatment step, UASB reactor, high rate pond and a solid separation phase - liquid collection and recycling of microalgae, composes the treatment system. This microalgae biomass is sent to the UASB to maximize biogas production during anaerobic digestion and increase energy system availability. To quantify the Energy Availability (EID) by performing mass balance and energy individualized for each process and for the integrated system, mathematical models of design and experiments reported in the literature were used. The DIE estimated, in the form of biogas, was 6,78 W per person (0,99KWh / m3 ) in UASB reactor without digestion of biomass from post-treatment, and the integrated system, after the co-digestion of microalgae showed an EID of 10,21 W per person (1.75 KWh / m3 ). The results indicated a positive energy balance, being the system available energy (1.75 KWh / m3) is 13 (thirteen) times greater than the demand required for its operation (0.13 KWh / m3.d) and 03 (three) times the amount produced when converted into electrical energy. (0.50 KWh / m3). This new wastewater treatment plant model can be considered to have a positive balance of energy, featuring operational simplicity, operating in the tertiary treatment of sewage, allowing the recovery of nitrogen and phosphorus nutrients, operating in sequestering CO2 and hence contributing to reducing the concentration of green house gases in the atmosphere.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9545
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