CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA “PAULA SOUZA”
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE PIRACICABA
GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE BIOCOMBUSTÍVEIS
Construção de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente em
Escala Experimental Utilizando Materiais Recicláveis
PIRACICABA
JUNHO - 2011
CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA “PAULA SOUZA”
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE PIRACICABA
GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE BIOCOMBUSTÍVEIS
CLAUDIMEIA A. PROENÇA
LEANDRO A. FERNANDES
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a FATEC –
PIRACICABA como requisito parcial à obtenção do Título
de Graduação de Tecnólogo de Biocombustíveis.
Orientador: Profo. MSc. Alexandre Witier Mazzonetto
PIRACICABA
JUNHO-2011
AUTORIZO A DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR
QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE
ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Fernandes, Leandro Anami e Proença, Claudimeia Aparecida
Construção de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente em Escala
Experimental Utilizando Materiais Recicláveis / Leandro Anami Fernandes e
Claudimeia Aparecida Pronça; orientador Alexandre Witier Mazzonetto. Piracicaba,
2010
57 p.
Trabalho de Graduação (Graduação – Tecnologia) – Faculdade de Tecnologia de
Piracicaba – Centro de Educação Tecnológica “Paula Souza” .
1.Biogás 2. Reator UASB 3. Mazzonetto, Alexandre – orientador I Titulo
"...a vingança nunca é plena,
mata a alma e a envenena.”
(Sr. Madruga)
AGRADECIMENTOS
Aos nossos familiares, pela paciência, apoio e compreensão.
Ao Alexandre Witier Mazzonetto, por todo auxílio, orientação e incentivo até o ultimo
momento.
À Faculdade de Tecnologia de Piracicaba, por nos disponibilizar as dependências para a
realização de nossos experimentos.
À Estação de Tratamento de Esgoto do Piracicamirim, a qual forneceu todo o material
necessário.
Ao Ariel Ton pela colaboração e atenção.
Ao Elias Beltran pelo companheirismo ao decorrer do projeto.
Ao William Betine.
Ao Pedro Marchini pela ajuda nunca negada.
À todos os colegas e amigos os quais colaboraram para a realização desse projeto.
Eu, Claudimeia Aparecida Proença, agradeço à todos os amigos da minha turma, pelos
três anos de convivência, no qual formamos uma família. Agradeço a Pedro Marchini
pela ajuda nunca negada.
RESUMO
O presente trabalho consiste na construção de reatores anaeróbios de fluxo ascendente
com a finalidade do tratamento do esgoto sanitário visando o desenvolvimento na área
de produção de biogás. O trabalho foi elaborado devido à preocupação com a crescente
demanda energética por conta do crescimento populacional, contribuindo de forma
descontrolada, para o esgotamento de fontes esgotáveis de energia. Com tratamento
anaeróbio é possível a obtenção do biogás, podendo gerar energia limpa, hoje muito
valorizada para rebater nos créditos de carbono. Com a utilização de reatores
anaeróbios, promove-se redução DBO (demanda bioquímica de oxigênio) e DQO
(demanda química de oxigênio), com baixo custo na construção e manutenção uma vez
que pode ser compacto e não demandar energia.Buscando os meios de poder ajudar a
sociedade retirando proveito dos resíduos que são lançados de forma muitas vezes
incorretos. Idealizamos esse trabalho buscando aprimorar nossos conhecimentos em
tecnologias que tragam benefícios socioambientais.
Palavras-chave: Biogás, Reator UASB, Esgoto Urbano.
ABSTRACT
This work involves the construction of upflow anaerobic reactors for the purpose of
treating sewage for the development in the field of biogas production. The work was
due to concerns about the increasing energy demand due to population growth,
uncontrolled contributing to the depletion of exhaustible sources of energy. With
anaerobic treatment is possible to obtain the biogas, which can generate clean energy,
highly valued today to counter the carbon credits.
With the use of anaerobic reactors, is promoted BOD (biochemical oxygen demand) and
COD (chemical oxygen demand) reduction, with low cost in construction and
maintenance since it can be compact and does not require energy. Seeking ways to
better support the company taking advantage of waste which are released so often
incorrect. We thought this work attempts to contribute our expertise in technologies that
bring social and environmental benefits.
Key-word: Biogas, UASB Reactor, Urban Sewage.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Fluxograma da ação dos grupos de bactérias na digestão anaeróbica da matéria
orgânica...........................................................................................................................22
Figura 2: Imagem do efluente escoado por problemas estruturais em fossa Séptica no
bairro de Lagoinha em São Gonçalo – RJ.......................................................................26
Figura 3. Biodigestor da Marinha/Canadense.................................................................29
Figura 4. Biodigestor da Marinha/Canadense.................................................................29
Figura 5. Biodigestor Chinês...........................................................................................29
Figura 6. Biodigestor Indiano..........................................................................................30
Figura 7. Configurações dos reatores anaeróbios utilizados no tratamento de esgoto
sanitário...........................................................................................................................32
Figura 8. Regiões de reator RALF...................................................................................34
Figura 9: Funcionamento de reator UASB......................................................................36
Figura 10: Projeto inicial desenvolvido para construção do reator anaeróbio ................39
Figura 11: Flanges instaladas no reator (visão externa)..................................................40
Figura 12: Flanges instaladas no reator (visão interna)...................................................40
Figura 13: Registro de saída de lodo instalado................................................................41
Figura 14 : Torneira de saída do efluente instalada.........................................................41
Figura 15: Caixa de entrada seguida de registro..............................................................42
Figura 16: Instalação da saída do biogás.........................................................................43
Figura 17: Diâmetro do suporte de PVC.........................................................................43
Figura 18: Comprimento do suporte de PVC..................................................................43
Figura 19: Disposição do suporte dentro do reator..........................................................44
Figura 20: Variações do diâmetro do bambu...................................................................45
Figura 21: Variações do diâmetro do bambu...................................................................45
Figura 22: Variações do diâmetro do bambu.................................................................. 45
Figura 23: Variações do diâmetro do bambu...................................................................45
Figura 24 : Variações do diâmetro do bambu..................................................................45
Figura 25: Comprimento do anel de bambu....................................................................45
Figura 26: Ligamento do reator ao gasômetro.................................................................46
Figura 27: Gasômetro do reator de leito de PVC após a oitava passagem......................50
Figura 28: Gasômetro do reator de leito de bambu após a oitava passagem ..................51
Figura 29: Efluente antes do tratamento..........................................................................52
Figura 30: Efluente após a 5ª passagem no reator com leito de PVC..............................52
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Poder calorífico do biogás com relação a proporção de CH 4 e CO2...............18
Tabela 2. Poder calorífico de combustíveis.....................................................................20
Tabela 3. Análise de pH das amostras de efluente tratado..............................................52
LISTA DE ABREVIATURAS
COV - Carga orgânica volumétrica
DQO – Demanda Química de Oxigênio
DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
FORSU - Fração Orgânica de Resíduos Sólidos Urbanos
GNC – Gás Natural Combustível
IPCC – Intergovernament Painel Climatic Change
OHPA – Obligate Hidrogen Poducting Acetogenic
pH – Potencial hidrogeniônico
PCI - Poder Calorífico Inferior
PCS – Poder Calorífico Superior
PEAD - Polietileno de Alta Densidade
PVC - Policloreto de Vinil
RAFA – Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente
RALF – Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado
ST – Sólidos Totais
SST – Sólidos em Suspensão Totais
THD – Tempo de Detenção Hidráulica
UASB – Up-flow Anaerobic Sludge Blanket
TABELA DE SIMBOLOS
CO2 - Dióxido de carbono
CH4 – Metano
NH3 – Amônia
N2 – Nitrogênio
H2S – Gás sulfídrico
H2 – Hidrogênio
O2 - Oxigênio
SUMÁRIO
Pag.
1. INTRODUÇÃO
13
2. OBJETIVO
14
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
15
3.1 Biogás
15
3.1.1 Histórico
15
3.1.2 Conceitos e características do biogás
16
3.2 Aspectos Microbiológicos da Fermentação Anaeróbia
21
3.2.1 Temperatura
23
3.2.2 pH, Alcalinidade E Ácidos Voláteis
23
3.3 Esgoto Sanitário
24
3.3.1 Tratamento de Esgoto
26
3.4 Requisitos Ambientais
27
3.5 Biodigestores
28
3.5.1 Inóculo
36
4. MATERIAIS E MÉTODO
38
4.1 Materiais
38
4.2 Construção do reator
39
4.3 Testes dos Reatores
47
5. RESULTADOS E DISCUSÕES
50
6. CONCLUSÃO
53
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
54
1. INTRODUÇÃO
O crescimento da demanda energética tem se intensificado nos últimos anos
devido ao constante crescimento populacional, de forma que a utilização descontrolada
de fontes esgotáveis de energia vem trazendo grande preocupação ao redor do planeta.
Mesmo havendo grande incentivo e conscientização da população para a redução do uso
de energia, é inevitável a grande dependência que a sociedade criou da mesma forçando
o desenvolvimento de alternativas. Outra razão para se levantar questões importantes
com relação ao crescimento populacional é o aumento da quantidade de resíduos sólidos
ou líquidos gerados, tanto industriais como domésticos. Por esses fatores, o interesse em
pesquisas direcionadas a solucionar ou ao menos amenizar os impactos causados pelo
crescimento da demanda energética e da geração de resíduos tem se intensificado.
Dentre as alternativas energéticas, uma a qual tem recebido crescente atenção é o
biogás, tendo se destacado pela facilidade de obtenção e vantagens ambientais de
aproveitamento, tanto pelo impedimento de emiti-lo na atmosfera, uma vez que o gás
metano, principal componente do biogás, é 21 vezes mais poluidor que o dióxido de
carbono, quanto por sua matéria prima, que sempre tida como resíduo, agora
considerada produto.
Sua produção se dá pela degradação da matéria orgânica em meio anaeróbio,
podendo ser gerado no meio natural, porém quando produzido em meio controlado,
onde se cria um ambiente adequado para sua formação, é possível um melhor
rendimento e também a captura desse gás.
O grande atrativo do biogás é o seu potencial energético, pois pode ser
aproveitado de diversas maneiras como, gás de cozinha, em aquecedores, combustível
automotivo e a utilização de maior interesse nas áreas urbanas, conversão desse
potencial combustível em energia elétrica.
Conciliando a grande quantidade gerada de resíduos líquidos urbano (esgoto
sanitário), e a grande necessidade desses pólos de consumo em suprir sua demanda
energética, algumas estações de tratamento têm usufruído do método de tratamento
anaeróbio aproveitando o potencial do biogás gerado utilizando-o para a geração de
energia.
13
2. OBJETIVO
Buscando um conhecimento prático do processo de produção de biogás, o
objetivo central deste trabalho foi realizar, em escala experimental, a construção de dois
reatores anaeróbios de fluxo ascendente e realizar testes, sendo o substrato utilizado
esgoto sanitário. As construções e instalações foram realizadas nas dependências da
Faculdade de Tecnologia FATEC – Piracicaba.
14
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Biogás
3.1.1 Histórico
De acordo com Soares (2010) o início das descobertas de gases provenientes da
degradação de compostos orgânicos foi em 1667, por Shirley, quem observou a geração
de um gás combustível nos pântanos, porém a descoberta de que gás se tratava veio
apenas em 1776, por Alessandro Volta, determinando a presença de metano no
denominado “gás do pântano”.
Em 1808, o químico inglês Humphrey Davy, observa a formação de gases pela
fermentação da palha de estábulos umedecida, onde identifica a formação de gás
metano e gás carbônico. Em 1844, Louis Pasteur mostra que o gás metano pode ser
produzido por meio da fermentação de uma mistura de excrementos, palha de estábulo e
água, discutindo a propriedade combustível do gás metano (CUNHA, 2002).
A primeira instalação operacional destinada a produzir biogás para seu
aproveitamento combustível que se tem registrado foi realizada apenas em 1857, na
Índia, para sua utilização em um hospital de hanseníase. Foi nesse mesmo período que
se estabeleceram as bases teóricas e experimentais da biodigestão anaeróbia por Fischer
e Schrader, na Alemanha e Grayon, na França, entre outros. Posteriormente, em 1890,
surgiu a primeira instalação européia onde o biogás era utilizado para iluminação das
ruas de Exeter, Inglaterra (SOARES, 2010).
Apesar do conhecimento que já se tinha do potencial do biogás, sua exploração
era bastante reduzida, até que nos anos 40, a carência energética provocada pela II
Guerra Mundial fez com que o biogás voltasse a ser utilizado, tanto nas cozinhas, no
aquecimento das casas como para alimentação de motores de combustão interna
(SOARES, 2010).
Já nos anos 50 e 60, com o crescimento de fontes de energia tradicionais,
desestimulou a produção de biogás nos países desenvolvidos, permanecendo a
importância da produção apenas em países com poucos recursos energéticos como na
Índia e na China (COSTA, 2006).
Com o surgimento de uma nova crise energética nos anos 70, países europeus
voltam a despertar interesse pela produção do biogás (COSTA, 2006).
15
Segundo Amaral (2004), a partir de 1983, com a alta capacidade técnica de
alguns grupos de pesquisa em instituições públicas no Brasil, foram iniciadas no país a
instalação de unidades de biodigestão de grande porte adotando-se crescentemente a
digestão anaeróbia como alternativa para o tratamento de efluentes industriais sendo o
volume de biogás gerado, o qual não era aproveitado, na ordem de 175.000 m3/dia, o
equivalente a 100.000 litros/dia de óleo diesel.
Há algum tempo atrás, apesar de um interesse maior pelo biogás, ele era tido
apenas como um subproduto, no entanto o aquecimento da economia e o aumento
acentuado do preço dos combustíveis convencionais têm encorajado as pesquisas na
produção de energia a partir de novas fontes alternativas e economicamente atrativas de
forma a reduzir o uso de fontes naturais esgotáveis (COSTA, 2006).
A produção de energia elétrica a partir do biogás tem sido bastante corrente em
vários setores da economia. No setor agrícola, por exemplo, granjas de suínos têm
utilizado o tratamento anaeróbio para o tratamento dos dejetos e águas residuais e para
gerar biogás, convertendo-o em energia elétrica ou energia térmica. Já no cenário
urbano tem se notado um crescimento no aproveitamento do biogás gerado no
tratamento de resíduos sólidos, em aterros sanitários e provenientes do tratamento de
esgoto urbano para geração de energia elétrica (COSTA, 2006).
3.1.2 Conceitos e características do biogás
Denomina-se biogás, a mistura gasosa gerada pela decomposição da matéria
orgânica em meio anaeróbio. Esse gás é uma mistura combustível composta,
essencialmente, por metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), contendo gases traços
como amônia (NH3), gás sulfídrico (H2S), hidrogênio (H2), nitrogênio (N2), oxigênio
(O2) e vapor de água, tendo suas concentrações e presença variáveis dependendo do
substrato decomposto e método utilizado para sua decomposição (tipo de biodigestor,
reator, etc). O biogás é um gás agressivo, em termos de corrosão, exigindo cuidados
especiais nos equipamentos utilizados. Esta característica é conseqüência da presença de
traços de ácido sulfídrico (MARTINS et al, 2009).
16
De acordo com Costa (2006) a concentração dos gases pode variar nas seguintes
proporções:
- Metano (CH4): de 50 a 90%.
- Dióxido de carbono (CO2): de 10 a 50%.
- Gases traços: de 1 a 5% divididos em:
- Hidrogênio (H2): de 0 a 1% vol.
- Gás sulfídrico (H2S): de 0 a 3% vol.
- Nitrogênio (N2) + oxigênio (O2): de 0 a 1% vol.
De acordo com França Jr. (2008), os fatores que mais influenciam a quantidade e
a qualidade do biogás são:

Natureza do substrato – Substratos nutritivos servem de fonte de alimento aos
microrganismos que degradarão a matéria orgânica e gerando o biogás. Alguns minerais
como cálcio, magnésio, potássio, sódio, ferro, zinco, cobalto, molibdênio, cobre e
manganês são indispensáveis em doses fracas para as reações enzimáticas. Outros
elementos de grande importância para o rendimento dos gases gerados na fermentação
são carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Composição orgânica – Quanto maior a concentração de matéria orgânica maior
será a produção de biogás sendo carbono, nitrogênio e sais orgânicos os principais
nutrientes dos microrganismos. O nitrogênio é encontrado principalmente nos dejetos
animais (inclusive seres humanos), enquanto que os polímeros presentes nos restos de
culturas representam a principal fonte de carbono.

Teor de água – O teor de água deve ser preferencialmente maior que 60% do peso
total do substrato.

Temperatura – A temperatura tem grande influência no processo enzimático das
bactérias formadoras de metano. À temperatura de 10°C a atividade das bactérias é
muito baixa e acima de 65°C o calor destrói as enzimas. A faixa ideal para a produção
de biogás está entre 32 e 37 °C para bactérias mesofílicas e de 50 a 60 °C para bactérias
termofílicas.
17
Matérias tóxicas, detergentes e outros produtos químicos devem ser evitados ao
máximo, pois uma pequena concentração destes produtos pode provocar a morte das
bactérias (COSTA, 2006).
O potencial energético do biogás está diretamente relacionado à quantidade de
metano presente na mistura gasosa, sendo ele o determinante do PCI do biogás. O
metano, a concentração de 100%, tem o PCI de 9,9 kWh/m3 em condições de pressão a
1 atm e temperatura de 0°C (MARTINS et al, 2009).
Tabela 1: Poder calorífico do biogás com relação a proporção de CH 4 e CO2
Composição Química do
Biogás
Peso Específico (Kg/Nm3)
Poder Calorífico Inferior
(Kcal/Kg)
10% CH4, 90% CO2
1,8393
465,43
40% CH4, 60% CO2
1,4643
2.338,52
60% CH4, 40% CO2
1,2143
4.229,98
65% CH4, 35% CO2
1,1518
4.831,14
75% CH4, 25% CO2
1,0268
6.253,01
95% CH4, 05% CO2
0,7768
10.469,60
99% CH4, 01% CO2
0,7268
11.661,02
Fonte: Costa (2006)
Pode se restringir as características físico-químicas do biogás apenas aos dois
principais gases presentes na mistura, o metano e o dióxido de carbono, porém a
presença dos gases traços influencia na escolha da tecnologia de operação, limpeza e
combustão. Essas substâncias, ao entrarem com o combustível no processo de
combustão acabam por absorver parte da energia gerada, diminuindo assim seu poder
calorífico à medida que se aumenta sua quantidade, ocorrendo a mesma interferência
com a presença de umidade no biogás (BACCHINI et al, 2009).
A produção de biogás utilizando-se esgoto sanitário como matéria prima tem se
destacado nos últimos anos por seu processo de produção fazer parte do tratamento
desse efluente, removendo 99% dos agentes patogênicos e reduzindo DQO podendo
usufruir de seu potencial energético (AVELLAR et al, 2002).
Costa (2006) menciona que o biogás gerado nas estações de tratamento de
esgoto é mais rico em metano que o produzido em aterros sanitários tendo como
exemplo a ETE de Barueri, cujo biogás produzido contém concentração média de
18
metano de 66,5%. Outras fontes, como França Jr. (2008) mencionam que a
concentração de metano no biogás gerado na biodigestão anaeróbia de esgoto sanitário
fica entre 60 e 70%.
De acordo com o IPCC, citado por Salomon et al (2005), as emissões de metano
provenientes de águas residuárias domésticas podem ser calculadas anualmente de
acordo com a seguinte equação:
E = Popurb · taxaDBO5 · FET · FCM · MFEM – R
Onde Popurb = população urbana do País (habitantes) (dados do IBGE - maio,
2005); taxa DBO5 = taxa de geração de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5 por
habitante por ano); FET = fração de esgoto tratada (fração adimensional); FCM = fator
de correção de metano (% - fração adimensional); MFEM = máximo fator de emissão
de metano (fração adimensional ou gCH4 g-1DBO5); e R = quantidade de metano
recuperado (GgCH4 por ano).
Segundo Salomon et al (2005), algumas referências bibliográficas considera-se
que cada quilograma de DQO removido (em termos de matéria orgânica degradada)
resulta em 350 L de biogás, nas condições normais de temperatura e pressão.
Estudos realizados mostram que na ETE Barueri, localizada na grande São
Paulo, ocorre uma produção média diária de 22.000 m3 com PCI estima de 4.850
kcal/Nm3, com volume de esgoto tratado de 7 m3/s.Isso significa que, diariamente, a
ETE Barueri tem disponível na forma de biogás o equivalente a 106.700 Mcal.
Levando-se em consideração uma turbina a gás funcionando ininterruptamente durante
as 24 horas de um dia, e que tenha rendimento da ordem de 30%, essa ETE apresenta
um potencial de produção de 1,55MW elétricos por dia (AVELLAR et al, 2002).
A viabilidade do emprego do biogás se inicia pela avaliação de equivalência
energética entre o biogás e o combustível a ser substituído. Outras propriedades também
precisam ser avaliadas como presença de contaminantes, acidez, pressão, potencial de
produção e concentração de metano (ALVES, 2000).
A tabela a seguir faz um comparativo das características de diversos
combustíveis, expondo seu poder calorífico tanto inferior quanto superior.
19
Tabela 2: Poder calorífico de combustíveis
Massa Específica
PCS
PCI
kg/m3
kcal/kg
kcal/kg
Petróleo
867
10.200
10.900
Carvão vapor
n.d.
4.000
4.460
Carvão metalúrgico
n.d.
7.425
7.700
Lenha
390
2.530
3.300
Cana de açúcar
n.d.
917
1.030
Óleo diesel
851
10.180
10.750
Óleo combustível
999
9.547
10.900
Gasolina
738
10.556
11.230
552 (líquido) 2,92 (gás)
11.026
11.750
Nafta
704
10.462
11.320
Querozene
787
10.396
11.090
Gás canalizado
n.d.
4.230
4.700
Gás de coqueria
n.d.
4.400
4.500
Coque de carvão mineral
n.d.
6.900
7.300
2.100
n.d.
3.030
Carvão vegetal
250
6.115
6.800
Álcool anidro
791
6.400
7.090
Álcool hidratado
809
5.950
6.650
Bagaço de cana
n.d.
1.777
2.257
Gás de refinaria
0,78
8.272
8.800
Gás natural
n.d.
8.554
9.400
Combustível
Gás liquefeito de petróleo
Lixivia
Fonte: Alves (2000)
De acordo com Alves (2000), o biogás tem características bem próximas ao
GNC (Gás Natural Combustível), podendo ser utilizado nas condições em que é gerado.
Dependendo da sua aplicação, faz-se necessária a redução da concentração de H2S,
CO2, redução da umidade ou até mesmo a elevação da pressão. Por conta dessa
semelhança, a aplicação do biogás toma como referencia as especificações do GNC,
portanto uma máquina projetada para queimar GNC queima o biogás sem necessidade
de adaptações desde que esteja dentro das especificações.
O gás metano tem trazido grande preocupação nos últimos anos devida seu
grande potencial poluidor da atmosfera, uma vez que é definido como 21 vezes mais
20
prejudicial ao ambiente que o CO2. Sendo assim, o aproveitamento energético desse gás
tem sido cada vez mais valorizado, tanto para evitar sua emissão na atmosfera quanto
para o aproveitamento do processo de sua geração, o qual gera a degradação de matéria
orgânica (Esgoto sanitário, dejetos animais, resíduos industriais), promovendo um
tratamento adequado para seu descarte (MEYSTRE, 2007).
3.2 Aspectos Microbiológicos da Fermentação Anaeróbia
No tratamento anaeróbio de efluentes, após a diminuição da quantidade de
oxigênio, começam a predominar microrganismos anaeróbios facultativos, ou seja,
aqueles que preferencialmente não usam oxigênio na decomposição da matéria
orgânica, podendo, porém, utilizá-lo. Segundo Foresti, 1999, estas bactérias,
primeiramente, convertem o material orgânico particulado em compostos dissolvidos,
num processo, denominado hidrólise ou liquefação (primeira fase). Os polímeros
orgânicos (glicídios, lipídeos, protídeos,...) de tamanho consideravelmente grande para
penetrarem no interior das células bacterianas, podem somente ser degradados sob a
ação de enzimas hidrolíticas extracelulares (celulases, hemicelulases, ...).
Os oligômeros e os monômeros assim formados, de tamanho suficientemente
pequeno para penetrar no interior das células, são então metabolizados. A passagem da
membrana citoplasmática se faz por duas vias: difusão passiva segundo a gradiente de
concentração ou por transporte ativo das proteínas membranáceas. No interior das
células, estes substratos são metabolizados em função do equipamento enzimático da
célula, em ácidos orgânicos, cetonas, álcoois, NH 3, H2 e CO2. É a fase de acidificação
(segunda fase). De um ponto de vista bioquímico, percebe-se que a hidrólise e a fase
ácida constituem duas etapas distintas, (LETTINGA, 1994)
Por outro lado, microbiologicamente, verifica-se que as bactérias não podem
sobreviver somente da fase de hidrólise, visto que tudo acontece no exterior da célula.
São, portanto, as mesmas bactérias que realizam as duas fases, agrupadas por esta razão
em uma só fase. Estas bactérias são anaeróbias estritas ou facultativas, porém na sua
maioria são anaeróbias estritas, (MEYSTRE, 2007)
Esta segunda fase se caracteriza, portanto, por ser um processo bioquímica, pelo
qual as bactérias obtêm energia pela transformação da matéria orgânica hidrolisada.
Durante esta fase são produzidas quantidades consideráveis de compostos orgânicos
21
simples e de alta solubilidade, principalmente ácidos graxos voláteis. Os
metabólitos finais das bactérias hidrolíticas acidogênicas são excretas das células e
entram em solução no meio. Eles passam, então, a ser substrato das bactérias
acetogênicas, (PECORA, 2006)
As bactérias acetogênicas produzem o hidrogênio como metabólito obrigatório
(em inglês, denominados OHPA – Obligate Hydrogen Producing Acetogenic). A
existência destas bactérias foi mostrada por CUNHA, em 1967. Na terceira fase
(acetogênese), As bactérias acetogênicas desempenham um importante papel entre a
acidogênese e a metanogênese. Bactérias acetogênicas, produtoras de hidrogênio são
capazes de converter ácidos graxos com mais de 2 carbonos a ácidos acéticos, CO2, H2
que são os substratos para as bactérias metanogênicas. Nesta fase, o efluente possui alto
DBO, valor usado para indicar a concentração de matéria orgânica, (PECORA, 2006).
Figura 1: Fluxograma da ação dos grupos de bactérias na digestão anaeróbica da matéria
orgânica
Fonte: CHERNICHARO (1997)
22
3.2.1 Temperatura
A temperatura é um dos fatores ambientais mais importantes da digestão
anaeróbia, pois afeta o processo biológico de diferentes maneiras, dentre elas, quanto à
velocidade das reações químicas e bioquímicas (CHERNICHARO, 1997).
Segundo CHERNICHARO (1997), os microrganismos têm grade influencia sob
a temperatura do meio em que eles se encontram.
Três faixas de temperatura podem ser associadas ao crescimento microbiano
para a maioria dos processos biológicos (LETTINGA, 1994):
- FAIXA PSICROFÍLICA – entre 0 e 20°C aproximadamente;
- FAIXA MESOFÍLICA – entre 20 e 45°C aproximadamente; e
- FAIXA TERMOFÍLICA – entre 45 e 70°C.
Em cada uma dessas três faixas, são normalmente referenciados três valores de
temperatura para caracterizar o crescimento microbiano:
- Temperatura mínima, abaixo da qual o crescimento não é possível;
- Temperatura ótima, onde o crescimento é máximo; e
- Temperatura máxima, acima da qual o crescimento não é possível.
A taxa de crescimento microbiano em temperaturas próximas à mínima é
normalmente baixa, aumentando exponencialmente com o acréscimo da temperatura,
atingindo o máximo próximo à temperatura ótima. A partir deste ponto de crescimento
ótimo, o aumento de alguns graus provoca uma queda abrupta na taxa de crescimento,
podendo fazê-la atingir o valor zero, (MEYSTRE, 2007).
3.2.2 pH, Alcalinidade E Ácidos Voláteis
A relação entre pH, alcalinidade e ácidos voláteis é muito importante para o
controle e a operação adequada dos processos anaeróbios. As arqueas metanogênicas
são sensíveis ao pH, uma vez que o crescimento ótimo ocorre em uma estreita faixa de
valores (6,5 e 8,2). O pH atua de duas formas principais no processo: diretamente,
23
afetando a atividade de enzimas ou indiretamente, afetando a toxicidade de compostos
(FORESTI et al, 1999).
Nos processos anaeróbios os dois principais fatores que afetam o pH são o ácido
carbônico e os ácidos voláteis, a um dado volume líquido. Os valores de DBO são
superiores a 10 g/l. Na quarta e última fase, os compostos orgânicos simples formados
na
fase
acetogênica, são
consumidos
por
bactérias
estritamente
anaeróbias,
denominadas bactérias metanogênicas, que dão origem ao metano (CH4) e ao gás
carbônico (CO2). Estas bactérias metanogênicas desenvolvem-se preferencialmente em
valores de pH próximos do neutro (pH = 7,0), entre 6,8 e 7,3, (PECORA, 2006).
3.3 Esgoto Sanitário
As águas residuárias domésticas ou com características semelhantes são
denominados esgoto sanitário ou simplesmente esgoto (COSTA, 2006).
O esgoto sanitário despejado é em geral, de origem domestica, industrial,
comercial, de áreas agrícolas, entre outras. Quando de origem urbano é
predominantemente constituído de despejos domésticos. Sua formação é basicamente
composta por urina, fezes, restos de comida, papel, sabão, detergente, água de banho e
lavagem em geral, entre outros (TSUTIYA et al, 2001).
São diversos os constituintes que resumidamente são divididos em quatro
grupos, sólidos em suspensão, matéria orgânica, nutrientes e organismos patogênicos
(TSUTIYA et al, 2001).
Com os efeitos destes constituintes, quando lançados em excesso no meio
ambiente, ou mais especificamente nos corpos receptores, provocam conseqüências
desastrosas muitas vezes com difícil recuperação. Este processo esta vinculado
principalmente no acumulo de nitrogênio e fósforo no ambiente, assim como o aumento
da DBO nos corpos d’água (CENBIO, 2004).
A característica da poluição na atmosfera é basicamente pela inserção de
poluentes na mesma. São classificados poluentes substancias ou agentes físicos que
podem provocar de forma direta ou indireta qualquer alterações ou efeitos adverso no
ambiente, nos ecossistemas ou na saúde do ser humano. A verdade é uma só, qualquer
substancia artificial, mesmo que inicialmente não poluente, se for adicionada a um meio
24
acima da sua própria capacidade assimilativa pode se tornar para este meio um poluente
(LIMA-E-SILVA et al 2002).
Uma má digestão do lodo pode comprometer os benefícios sanitários e
ambientais
que
são
esperados
do
tratamento
dos
esgotos
(VON
SPERLING,ANDREOLI ,2001).
Teoricamente o sistema de coleta e transporte de esgoto no Brasil não está
incluso as águas pluviais, ele se utilizam de predominante o seu sistema separador
absoluto de esgotamento sanitário, com suas linhas de drenagem independente para
águas de chuvas e que não contribuem para a ETE. Porem existem locais onde a sua
vazão aumenta em até vinte vezes em época de chuvas (PROSAB, 2008).
O tratamento ocorre através de diversos procedimentos de higienização,
conforme a destinação prevista, os lodos podem ser desinfectados de maneira que se
possam reduzir os níveis de microrganismos patogênicos. Os poluentes orgânicos e
metais pesados requerem métodos de remoção considerados economicamente inviáveis,
sendo a melhor estratégia se evitar a contaminação nos esgotos brutos (CESÁRIO
SILVA et al ,2001).
Ainda que apenas 0,1% do esgoto de origem doméstica seja constituído de
impurezas de natureza física, química e biológicas, e o restante seja água, o contato com
esses efluentes e a sua ingestão é responsável por cerca de 80% das doenças e 65% das
internações hospitalares. Atualmente apenas 10% do total de esgoto produzido no Brasil
recebe algum tipo de tratamento, os 90% restante são despejados sem nenhum
tratamento em solos, rios, córregos e nascentes, sendo a maior fonte de degradação do
meio ambiente e de proliferação de doenças (COSTA, 2006).
A falta de um tratamento adequado e a construção incorreta das fossas sépticas
pode causar grandes impactos ambientais. A falta do serviço de coleta de esgoto
contribui para a poluição dos recursos hídricos superficiais e subsuperficiais, trazendo
risco para saúde humana e de animais. Um exemplo disso é o caso do bairro Lagoinha
em São Gonçalo, Rio de Janeiro, onde fossas sépticas mal estruturadas pela pressão
populacional e a negligencia das políticas públicas ocasionou o escoamento do efluente
nas vias públicas, ocasionando interferências ambientais e problemas de higiene para a
população local (MACHADO et al, 2008).
25
Figura 2: Imagem do efluente escoado por problemas estruturais em fossa Séptica no
bairro de Lagoinha em São Gonçalo – RJ.
Fonte: MACHADO, 2008
3.3.1 Tratamento de Esgoto
Segundo Avellar (2002), o objetivo principal do tratamento de esgoto é corrigir
suas características indesejáveis de tal maneira que seu uso ou disposição final possa
ocorrer de acordo com as regras e critérios definidos pelas autoridades
regulamentadoras. Resumidamente, o processo de tratamento de esgotos pode ser
separado nas seguintes etapas: gradeamento, caixas de areia, decantação primária,
adensamento por gravidade, digestão anaeróbia, desidratação e filtragem por prensa.
Nos digestores anaeróbios, durante o processo de oxidação da matéria orgânica,
ocorre a liberação de biogás. A principal vantagem do processo anaeróbio está na
degradação do material orgânico, que é acompanhada da produção de energia na forma
de biogás. A produção de lodo desse processo é menor do que a dos processos aeróbios:
no aeróbio são 97% contra apenas 30% do anaeróbio (Van Haandel et al, 1994).
Outras vantagens da utilização da digestão anaeróbia no tratamento do esgoto
sanitário (PROSAB, 2008)
- Reduzido consumo de energia, uma vez que dispensa o uso de bombas,
aeradores, válvulas solenóides, painéis elétricos, etc.
- Baixa demanda de área, reduzindo os custos de implantação.
- Produção de metano, um gás combustível de elevado teor calorífico.
26
- Possibilidade de preservação da biomassa (colônia de bactérias anaeróbias)
sem alimentação do reator por vários meses.
Salientando a contribuição do processo de digestão anaeróbia como vetor na redução da
poluição ambiental, pode-se citar como exemplo estudos realizados por Acuri (1986)
citados por Avellar et al (2002), nos quais, durante a biodigestão anaeróbia, com tempo
de retenção de 06 (seis) dias, ocorreu uma destruição de 99% do agente patogênico
Salmonella typhosa, presente nos testes realizados com dejetos de bovinos.
3.4 Requisitos Ambientais
De acordo com a Lei n 6938 de 31 de agosto de 1981, que “dispõe sobre Política
Nacional de Meio Ambiente”, em seu artigo 2 diz... “tem por objetivo a preservação,
melhoria e recuperação da qualidade ambiental própria á vida, visando assegurar ao país
condições de desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses de segurança nacional e
de proteção da dignidade da vida humana”.
Buscando meio de tratamento viável ao resíduo esgoto sanitário, podendo evitar
o contato com as margens do rio, seu desaguamento em lugares impróprios, sem
tratamento adequado para o mesmo.
Segundo resolução do CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
“Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu
enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efuentes, e dá outra providencias” (Companhia e tecnologia de saneamento ambientalCETESB).
Com o consumo crescente e impactos ambientais causados pelas fontes de
energia tradicionais, o governo e a sociedade são levados a pensar em novas alternativas
para a geração de energia elétrica. Segundo o Balanço Energético Nacional (MME,
2004) mais de 40%da matriz energética nacional do Brasil é renovável enquanto a
média mundial não chega a 14%. No entanto 90% da energia elétrica no país é gerado
em grandes hidrelétricas, o que provoca grandes impactos ambientais, tais como o
alagamento dessas áreas e a consequente perda da biodiversidade local.
O Banco Mundial (2004) diz que a emissão descontrolada de biogás de aterro
sanitário converte-se em problemas com as autoridades reguladoras e com os donos de
27
propriedades vizinhas pois contem em sua composição, em concentração menos que
1%, o sulfato de hidrogênio (H2S) e os mercaptanos responsáveis pelo mau cheiro de
aterros. Além disso, o metano é um perigo potencial por ser combustível e explosivo em
concentrações entre 5% a 15% no ar. O biogás pode migrar abaixo da superfície nas
zonas saturadas, especialmente durante os meses de inverno, quando o solo está
saturado com a umidade da superfície, podendo se acumular em estruturas fechadas
causando um perigo potencial. O metano não tem odor e é portanto impossível de ser
detectado sem instrumentação apropriada. A conversão do gás metano em dióxido de
carbono na sua combustão em motores ou outro conversor de energia promove uma
redução no potencial de aquecimento global, podendo se enquadrar a um financiamento
externo do chamado mecanismo de desenvolvimento limpo (MDL) previsto no
Protocolo de Quioto.
3.5 Biodigestores
A produção controlada de biogás se dá em sistemas denominados biodigestores
os quais são planejados de maneira a reproduzir um ambiente propício para a
degradação da matéria orgânica por bactérias anaeróbias, responsáveis pela produção de
metano (FRANÇA Jr., 2008).
Para a digestão anaeróbia de substratos com alta concentração de matéria
orgânica (entre 10 a 40%) são empregados biodigestores mais simples, devido a alta
taxa de atividade microbiológica, relacionada a quantidade de matéria orgânica
(FRANÇA Jr., 2008).
Biodigestores para alta concentração de matéria orgânica:
- Biodigestor da Marinha ou Canadense (fig. 3 e 4): é um modelo construído
horizontalmente, com largura maior que a profundidade. O compartimento para o
armazenamento do biogás é constituído por uma cúpula de plástico maleável, tipo PVC,
que infla de acordo com a produção de gás. Pode ser construído enterrado. Tem como
vantagem a capacidade de grande carga de substrato, de acordo com seu
dimensionamento (FRANÇA Jr., 2008).
28
Figura 3 e 4: Biodigestor da Marinha/Canadense
- Biodigestor Chinês (fig. 5): Desenvolvido na China onde as propriedades eram
pequenas sendo assim eram construído em alvenaria na posição vertical e enterrado para
ocupar menor espaço (FRANÇA Jr., 2008).
Figura 5: Biodigestor Chinês
Fonte: França Jr. (2008)
- Biodigestor Indiano (fig. 6): Este biodigestor se posiciona na vertical e
enterrado assim como o chinês porem contém algumas alterações. Possui um
compartimento para o armazenamento do gás constituído por uma cúpula metálica à
qual se move verticalmente conforme a quantidade de gás produzido (FRANÇA Jr.,
2008).
29
Figura 6: Biodigestor Indiano
Fonte: França Jr. (2008)
Para substratos de baixa carga orgânica (menos de 10%), são utilizados reatores
anaeróbios. Entre eles, os mais conhecidos são os de fluxo ascendente denominados
comumente como RAFA ou UASB e RALF.
Como os microrganismos são essenciais para que ocorram as reações, é
importante que, além da existência de um ambiente favorável no interior dos reatores, o
substrato seja colocado em contato íntimo com a biomassa para promover a sua
degradação (KATO el al., 1999).
O reator UASB foi desenvolvido na década de 70 pelo professor Lettinga e sua
equipe, na Holanda. Inicialmente essa tecnologia foi desenvolvida para o tratamento de
águas residuárias industriais. A idéia de testar o processo UASB para tratamento de
águas residuárias domésticas nasceu de discussões sobre tecnologias apropriadas para
países em desenvolvimento. Com o passar dos anos os estudos foram se desenvolvendo
principalmente para condições tropicais. Hoje em dia esse tipo de reator encontra-se
bastante difundido para o tratamento de diversos tipos de águas residuárias, inclusive
esgoto sanitário (FERNANDES, 2000).
No Brasil, especificamente para tratamento de esgoto, existe uma alta
predominância do uso de reatores UASB. Um levantamento realizado em 1998 mostra
que naquele ano havia um total de 200 reatores em funcionamento, estando 95%
localizados no estado do Paraná. Ressaltando que nesse período apenas 7,8% do esgoto
recebia algum tratamento (MARELI, 1998).
30
Os reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB)
apresentam características hidrodinâmicas favoráveis à formação de grânulos,
possibilitando elevado tempo de retenção celular e acomodando, portanto, altas
capacidades volumétricas de substrato, com tempo de detenção hidráulica curto, da
ordem de grandeza de horas, dependendo das condições operacionais e das
características dos afluentes, sendo possível desvincular o tempo de retenção celular do
tempo de detenção hidráulica. Seu baixo TDH está relacionado hidrólise dos sólidos
orgânicos, e por esse motivo não suporta altas concentrações de sólidos suspensos. A
utilização do processo anaeróbio em dois estágios com reatores UASB pode propiciar
melhor desempenho na remoção de sólidos suspensos orgânicos, incrementando a
hidrólise no primeiro reator, e conferir maior estabilidade ao sistema de tratamento,
alcançando altas eficiências de remoção de matéria orgânica e de produção de metano
(SANTANA et al, 2005).
A grande vantagem dos reatores UASB está em sua eficiência em remoção de
DBO e sólidos, cerda de 80% da DBO e 75% dos sólidos em suspensão, e isso com
baixo TDH (FERNANDES, 2000).
Na figura 7 Moraes (2005) expõe os tipos de reatores utilizados nos dias atuais
para o tratamento anaeróbio do esgoto sanitário.
31
Figura 7: Configurações dos reatores anaeróbios utilizados no tratamento de
esgoto sanitário. (a) lagoa anaeróbia, (b) fossa séptica, (c) filtro anaeróbio, (d) UASB,
(e) leito expandido ou fluidificado.
Fonte: MORAES, 2005
Os reatores anaeróbios de leito fluidizado (RALF), também têm sido
amplamente pesquisados, tendo bastante sucesso em diversos trabalhos realizados com
tratamento de águas residuárias, mostrando-se tecnicamente adequado. Uma de suas
vantagens é a de evitar a colmatação, comum nos processos de leito fixo. A biomassa
nesse tipo de reator é definida como uma estrutura complexa de células e produtos
celulares, os quais formam grânulos grandes e densos que crescem fixos a superfícies
dos sólidos fixos ou em suportes. Weber (2006) também dá grande importância para a
32
utilização de suportes. Num Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF), a biomassa
encontra-se imobilizada num suporte sólido estando o conjunto fluidizado. É sabido que
o desempenho deste tipo de reator é fortemente dependente do tipo de material que se
utiliza como suporte de imobilização (Fox et al., 1990).
As características desejáveis para esses suportes são: possuir grande área
específica, possibilitarem a colonização acelerada dos microrganismos, serem
estruturalmente resistentes, além de biológicos e quimicamente inertes e com preços
reduzidos. Alguns dos materiais já utilizados são a areia, provavelmente por razões de
disponibilidade e custo, sendo, no entanto, entendida como uma escolha longe do ótimo
no que respeita à capacidade de retenção de biomassa, brita, cerâmica, bambu, silcatos
minerais, óxidos metálicos, carvão ativado granular, vidro poroso, poliestireno, entre
outros (CABELLO et al, 2009 e CAMPOS, 1994).
Passig (1997) operou filtro anaeróbio de fluxo ascendente que continha material
suporte em PVC, como alternativa a brita, comumente usada nesses tipos de reatores. O
PVC apresentou-se como boa alternativa para a aderência de microrganismos, tendo
alcançado eficiência média de 82 ± 7% para COV (carga orgânica volumétrica) média,
expressa como DQO, de 0,48 kg/m3.dia e 86 ± 7% para COV média de 0,75 kg/m3.dia.
Outros estudos realizados por Vallero et al. (2000) avaliaram a atividade
microbiológica das células livres imobilizadas formadas em um filtro anaeróbio, em
escala de bancada. Este experimento foi realizado utilizando quatro diferentes suportes
inertes diferentes, material cerâmico de baixa porosidade (tijolo refratário), material
cerâmico de alta porosidade (cerâmica especial), material polimérico de baixa
porosidade (PVC) e material polimérico de alta porosidade (espuma). Os autores
utilizaram esgoto sintético, com composição similar ao esgoto sanitário e, como
inoculo, lodo de reatores UASB de indústria de papel. Eles concluíram que a porosidade
teve importância crucial no que se refere à capacidade de retenção da biomassa. A
ordem crescente de porosidade dos suportes utilizados no experimento foi determinada
na seguinte sequência: PVC, tijolo refratário, cerâmica especial e espuma.
O melhor desempenho dum material relativamente a outro tem a ver,
fundamentalmente, com a maior capacidade de retenção de biomassa que está
relacionada com as características da superfície, nomeadamente rugosidade,
hidrofobicidade, interações eletrostáticas e com a porosidade e tamanho de poros do
suporte (YEE, 1990)
33
As principais finalidades dos materiais utilizados são permitir o acúmulo de
grande quantidade de biomassa, com conseqüente aumento do tempo de retenção
celular; melhorar o contato entre os constituintes do afluente e dos sólidos biológicos
contidos no reator, atuar como uma barreira física evitando que os sólidos biológicos
sejam arrastados para fora do sistema, e ajudar a promover a uniformização do
escoamento no reator. (ANDRADE et al, 2000).
Baseados num modelo matemático simples, concluem que num suporte poroso,
a capacidade máxima de fixação de microorganismos ocorre quando a relação entre o
tamanho dos poros e das células se situa entre 2 e 5. Convém referir que a imobilização
em suportes porosos pode ser problemática devido a efeitos difusionais internos. A
utilização de alguns suportes não inertes tais como a argila pode ter um efeito
estimulatório ou inibitório na atividade metanogênica devido a interações químicas
entre o material e o meio de cultura (WANG e WANG, 1988).
Segundo Weber (2006), o reator RALF é dividido em duas regiões, a primeira
denominada de região de reação localizada na parte inferior, onde ocorre a degradação
da matéria orgânica, a formação do biofilme e a produção de biogás, e a segunda
chamada de região de sedimentação localizada na parte superior, responsável pela
separação das biopartículas e decantação dos efluentes.
Figura 8: Regiões de reator RALF
Fonte: WEBER, 2006
34
A eficiência ou desempenho de um reator biológico está relacionada com a taxa
ou velocidade das reações que ocorrem no seu interior. Dois aspectos básicos
relacionados à configuração dos reatores estão relacionados com a velocidade das
reações: a mistura hidráulica e a retenção da biomassa (MORAES, 2005).
Segundo Van Haandel et al (1994), os reatores anaeróbios, além da vantagem do
tratamento do esgoto sanitário, possibilita a criação de vários pontos de rede de esgoto,
pulverizando assim o sistema de tratamento, reduzindo assim os custos de sistema
coletor e condutores de esgoto.
Os reatores UASB possuem um manto de lodo ativado interno, ou seja, bactérias
que decompõem a matéria orgânica estão ativas no reator, as quais realizarão a
degradação biológica. A água residuária é distribuída no sistema pela parte inferior do
reator. Em contato com o leito de lodo, onde estão os microrganismos, a água residuária
passa a sofrer degradação dos seus componentes biodegradáveis. Os sólidos orgânicos
suspensos são quebrados, biodegradados e digeridos através de uma transformação
anaeróbia, resultando na produção de biogás e no crescimento da biomassa bacteriana.
O biogás segue em trajetória ascendente com o líquido, após este ultrapassar a camada
de lodo, em direção ao separador de fases. A fração líquida do substrato em fluxo
ascendente atravessa o decantador extravasando por um tubo na parte superior do reator.
O gás é liberado quando a mistura líquido lodo é forçado através de placas, indo até a
câmara de acumulação e são retiradas uma vez que o aumento da pressão é suficiente
para sobrepor a pressão contrária, intencionalmente induzida para formar e manter o
espaço para o gás (MARELI, 1998).
No reator UASB, o controle do fluxo ascendente é muito importante, uma vez
que o leito de lodo não deve chegar a altura da tubulação de saído do efluente. O
desenvolvimento do lodo anaeróbio é resultante da transformação da matéria orgânica
no sistema. Como este crescimento é contínuo, isto implica na necessidade periódica de
descarte de parcela do volume de lodo acumulado, como certamente teria de ocorrer
com qualquer outro sistema de tratamento de afluentes de águas residuárias, sob pena de
o processo perder eficiência na qualidade do efluente (FERNANDES, 2000).
35
Figura 9: Funcionamento de reator UASB
Fonte: Van Haandel, 1994.
3.5.1 Inóculo
Os microrganismos presentes em alta concentração no reator biológico, aderidos
uns aos outros formam flocos ou grânulos sedimentáveis, denominados de lodo. Pode-se
dizer que o lodo granulado é definido como uma biomassa com propriedades adequadas
para os sistemas anaeróbios de fluxo ascendente, onde ocorre a metanogênese. Nos
reatores UASB as camadas inferiores da biomassa invariavelmente são mais densas e
estacionárias que as superiores, isso por conseqüência da menor presença ou passagem
de bolhas de gás à medida que se aprofunda mais o leito. É importante mencionar que
o mecanismo de entrada do afluente e a agitação hidráulica sejam suficientes para não
favorecerem a formação de zonas mortas nem o aparecimento de caminhos
preferenciais, empobrecendo a mistura da matéria orgânica com a biomassa
(FERNANDES, 2000).
Fernandes (2000) estudou a taxa de inóculo de uma estação de tratamento de
esgoto, o substrato foi usado na partida dos digestores anaeróbios para tratar FORSU.
Foram estudados três tipos de diferentes taxas de inóculo substrato (7,13 e 20%
peso/volume). Suas influencias na produção especifica do metano Fizeram comparação
36
a co-digestão do lodo de ETE de uma estação de lodo ativados com FORSU (fração
orgânica de resíduos sólidos urbanos) em sistemas mesofílicos e termofílicos(75%de
lodo e 25% de FORSU) com a digestão anaeróbia somente do lodo obtiveram a
conclusão que o lodo de esgoto apresenta quantidade de nitrogênio superior á FORSU,
em contra partida, a FORSU apresenta quantidade maior de carbono que o lodo. A codisposição portanto, beneficia a metanogênese.
37
4. MATERIAIS E MÉTODO
4.1 Materiais
Os materiais utilizados para a construção dos reatores foram os seguintes:
- Adaptador soldável bolsa/rosca de PVC de 50 mm.
- Bambu.
- Bico presilha para válvula de câmara de ar.
- “Tambores” de PEAD (Polietileno de Alta Densidade) de 50 L com tampa removível.
- Braçadeiras metálicas.
- Câmaras de ar para pneu de motocicleta.
- Canos de PVC (policloreto de vinil) de ½”.
- Canos de PVC de 1 ½”.
- Canos de PVC de 100 mm.
- Cerra elétrica do tipo Tico Tico Black & Decker.
- Flanges de PVC de 20 mm x ½” .
- Flanges de PVC de 50 mm x 1 ½”.
- Furadeira elétrica Black & Decker.
- Joelhos de 90° de PVC de ½”.
- Mangueira plástica transparente.
- Nípel de PVC de 1½”.
- Registros de gaveta de 1½”.
- Redução excêntrica de PVC 50 mm x 100 mm.
-“T” de PVC de ½”.
- Torneiras de esfera alavanca de 1/2 ”.
38
4.2 Construção do reator
O projeto da construção do reator foi idealizado de acordo com os materiais aos
quais teríamos acesso sendo sua maioria recicláveis.
A idealização foi baseada na construção de um compartimento de digestão
anaeróbia onde seria preenchido com suportes microbiológicos. O fluxo do substrato
deveria ser ascendente, sendo injetado pela parte inferior do reator com uma saída na
parte superior do reator. Uma saída com maior dimensão também se faria necessária
para o lodo ativado, assim como uma saída para a captura do biogás na parte superior,
uma vez que o biogás se suspenderia com relação ao afluente. A estrutura do projeto
está representada na figura 10.
Figura 10: Projeto inicial desenvolvido para construção do reator anaeróbio
Foram construídos dois reatores utilizando-se os mesmos métodos para a
montagem da estrutura.
39
Os reatores foram construído, utilizando como compartimento de digestão
anaeróbio, tambores de plástico do tipo PEAD com capacidade para 50 litros com tampa
removível de modo a facilitar o manuseio interno do reator durante a construção.
Para a saída do lodo, localizada na zona intermediária foi realizado um furo
circular com diâmetro de 50 mm onde foi implantado uma flange de PVC do mesmo
diâmetro. Já para a saída do efluente tratado foi realizado um furo circular com diâmetro
de 20 mm e implantado uma flange também de PVC com o mesmo diâmetro. A
diferença dos diâmetros das flanges está relacionado a funcionalidade que ela tem. A
flange de 50 mm localizada na parte mediana do tambor está destinada a saída do manto
de lodo, o qual obtêm maior concentração, sendo assim, para evitar entupimento foi
escolhido com diâmetro maior. Já a flange localizado na região mais elevada está
destinada a saída do efluente o qual obtêm uma característica mais líquida. Outro
motivo para uma saída mais estreita para o efluente é a necessidade de conter a
velocidade com que o efluente sobe ao percorrer o reator, uma vez que o efluente
percorrendo em alta velocidade o leito de lodo seria carregado, retirando-o do sistema.
A figura 11 e 12 mostram as flanges instaladas.
Figura 11 e 12: Flanges instaladas no reator (fig. 11: visão externa, fig. 12 visão
interna).
Devido a saída do efluente e do lodo não ser constante, foram instalados, nas
flanges de 50 mm, registros de gaveta de 1½ polegada conectados por um niple, como
40
mostra a figura 13. Para as flanges de 20 mm foram instaladas torneira de esfera
alavanca de 1/2 polegada como mostra a figura 14.
Figura 13 e 14: Registro de saída de lodo instalado e torneira de saída do efluente
instalada
Para a entrada do efluente, foi instalado um cano de PVC com diâmetro de 50
mm. Foi instalado em um orifício feito na tampa. Seu comprimento foi determinado de
forma que o cano fosse da tampa do tambor até tocar o fundo havendo uma sobra acima
da tampa para facilitar o manuseio. O cano de entrada toca o fundo no tambor com a
finalidade de promover um fluxo ascendente de forma que o substrato entre pela parte
inferior e saia pela parte superior.
No ponto de contato da tampa com o cano de entrada foi necessária a vedação
para evitar o vazamento de gás.
Sobre o cano foi construída a caixa de entrada, por onde o substrato seria
adicionado ao sistema. Foi instalado um registro de gaveta de 1 ½ polegadas, para
controle de fluxo e isolamento do sistema, e sobre esse registro um redutor de tubo de
100 mm para 50 mm. Um tubo de 100 mm de diâmetro e 50 cm de comprimento foi
acoplado ao redutor, consistindo na caixa de entrada do substrato. A caixa de entrada
está representada na figura 15.
41
Figura 15: Caixa de entrada seguida de registro.
O gás produzido fica armazenado na parte superior do reator, por esse motivo a
saída deve permanecer na parte superior do tambor.
Para a captura do biogás foram realizados dois furos na tampa do reator com
diâmetro de ½ polegada cada. Nesses orifícios foram implantados canos com ½
polegada de diâmetro. Na ponta superior de cada cano foi instalado um joelho que
posteriormente foram ligados através de um “T”, para canalizar as duas saídas a um
único gasômetro. Para o controle da saída do gás foi instalada também uma torneira de
esfera alavanca de ½ polegada. As áreas de emenda e contato dos canos com o tambor
foram devidamente vedadas.
A saída do gás está representada na figura 16.
42
Figura 16: Instalação da saída do biogás.
A parte interna do compartimento de digestão foi preenchida com suportes para
microrganismos. Cada reator foi preenchido com um material de suporte diferente com
o objetivo de comparação de produtividade de gás.
Para um reator foi utilizado canos de PVC de ½ polegada para a construção do
suporte, sendo o reator preenchido até a marcação de 50 L do tambor. Os cano foram
cortados em anéis com comprimento médio de 8 cm.
Figura 17 e 18: Diâmetro e comprimento do suporte de PVC
43
Figura 19: Disposição do suporte dentro do reator
Para o outro reator o leito de suporte foi feito utilizando-se anéis de bambu
também com comprimento médio de 8 cm. Devido ao diâmetro interno, externo e a
largura da parede do bambu ser variável, foi realizada a medição de 50 amostras
sortidas e posteriormente o calculo da média do diâmetro interno. O resultado da média
do diâmetro interno dos anéis de bambu foi o valor de 1,42 cm. Os quais também foram
postos no reator até que se alcançasse a marca de 50 L marcada no tambor. As variações
podem ser notadas nas figuras 20, 21, 22, 23 e 24 sendo demonstrado na figura 25 o
comprimento dos anéis de bambu.
44
Figuras 20, 21, 22 ,23, 24 e 25: Variações do diâmetro do bambu e comprimento do anel
Para a captação e armazenamento do gás produzido foi acoplado um gasômetro
na torneira instalada na saída do biogás. O gasômetro, constituído por uma câmara de
pneu de moto, foi ligada a torneira através de uma mangueira transparente onde uma
ponta foi presa a torneira utilizando-se uma braçadeira para evitar vazamento, já a outra
ponta foi instalado um bico presilha de pneu também preso por uma braçadeira, para o
acoplamento na câmara. O sistema instalado para o gasômetro está representado na
Figura 26.
Foi necessária uma adaptação já que a mangueira correspondente ao bico da
mangueira não era correspondente ao bico presilha. Sendo assim foi realizada uma
45
redução com o ligamento de uma mangueira mais grossa a uma mais fina. As
adaptações também estão representadas na figura 26.
Figura 26: Ligamento do reator ao gasômetro.
Ao final da montagem dos reatores eles foram fechados com suas tampas
adaptadas e fixadas através de um anel metálico zincado. Apesar de haver um anel de
isolamento de borracha na parte interna da tampa, foi localizada a presença de um
pequeno vazamento. Para correção foram aplicados materiais para esse fim.
A capacidade de volume a ser tratado é definida pela capacidade de litros
suportados até a saída do efluente.
A determinação da capacidade de volume foi feita adicionando água controlando
o volume adicionado até que começasse a escoar pela saída do efluente. Dessa forma foi
determinado que o volume suportado pelo reator preenchido com PVC possui a
46
capacidade de 47,45 L, já o reator com leito de bambu possui capacidade volumétrica de
tratamento de 40,5 L. A menor capacidade de volume reator com bambu foi atribuído ao
fato da instabilidade do diâmetro do bambu e a variação da largura da parede dos anéis,
que no geral é maior que a parede dos anéis de PVC.
4.3 Testes dos Reatores
O experimento foi realizado nas dependências da Faculdade de Tecnologia de
Piracicaba, em área experimental onde os reatores foram construídos.
Inicialmente os reatores foram fixados em campo de experimento enterrando-se
a uma profundidade de aproximadamente 15 cm abaixo do solo.
O substrato utilizado para o experimento foi o esgoto sanitário obtido da Estação
de Tratamento de Esgoto Piracicamirim.
De acordo com as análises realizadas pela própria estação, as médias das
características do efluente são do seguinte valor:
- pH: 7
- DQO: 360 mg/l
- DBO: 300 mg/l
- ST: 500 mg/l
- SST: 160 mg/l
- Ntotal: 30 mg/l
- Namoniacal: 18 mg/l
- Fósforo (P): 2,6 mg/l
Os dados fornecidos correspondem às análises realizadas no mês de Maio de
2011. Porém, por informações da própria estação, as características são bem estáveis.
O esgoto o qual foi recolhido constitui na água residuária que vai diretamente
aos reatores UASB da estação de tratamento.
O inoculo utilizado foi o lodo proveniente do reator UASB também da Estação
de Tratamento de Esgoto Piracicamirim.
Inicialmente foi adicionado, através da caixa de entrada, em cada reator 2,5 kg
de inoculo mantendo os registros de saído do inoculo fechados, as torneiras de saída do
47
efluente abertas para evitar a formação de pressão pelo fato de ser adicionado volume ao
compartimento de digestão e mantendo a torneira da saída do biogás bem fechada,
evitando a entrada de ar na câmara, o qual ocuparia a área de armazenamento do biogás,
prejudicando sua captura.
Após a adição do inoculo foi adicionado 20,0 L de esgoto sanitário em cada
reator ficando em repouso durante um período de dois dias. Esse passo tem por
finalidade promover a adaptação das bactérias do inoculo devido à alteração das
características do ambiente, o que gera grande impacto a elas.
Dado o tempo de adaptação das bactérias iniciou-se a realização das passagens
de esgoto sanitário para o tratamento. Para a primeira passagem aproveitou-se o esgoto
já disposto no reator, apenas completando o volume de capacidade.
Para a alimentação do reator, inicialmente era fechada a válvula de saída do
biogás, para evitar a entrada de líquido ou qualquer outro elemento indesejado. Abria-se
a válvula de saída do efluente e o registro de entrada do substrato, sendo assim
alimentado.
O TDH foi determinado em 1 hora, considerando o nível do tratamento de
acordo com as vezes com que o substrato foi passado pelo tratamento.
As passagens foram divididas em duas etapas, onde a segunda tinha como
função empurrar o efluente presente dentro do reator. O efluente retirado era
armazenado e após o tempo de TDH era utilizado para a mesma função, voltando para
sua segunda passagem de tratamento.
Sendo assim a quantidade de efluente tratado em cada reator foi determinado da
pela seguinte equação:
(V capacidade - V inóculo) x 2 = V total tratado
Onde Vcapacidade é a capacidade total de substrato que o reator suporta, V inóculo é o
volume de inóculo adicionado e V
total tratado
é o volume tratado por passagem. A
multiplicação por dois é devido às duas etapas realizadas para a execução de cada
passagem.
Sendo assim o resultado da equação é:
- Reator com leito de PVC
48
(47,45 L – 2,5 L) x 2 = 89,9 L
- Reator com leito de bambu
(40,5 L – 2,5 L) x 2 = 76 L
Foi determinado como 1ª passagem após o termino do tratamento da segunda
etapa.
A quantidade de tratamentos realizados por dia foi de duas passagens, contando
que cada passagem teoricamente trataria o dobro do volume de capacidade do reator
subtraindo o volume do inoculo adicionado inicialmente.
49
5. RESULTADOS E DISCUSÕES
Um grande problema encontrado na construção foi sobre questão de vazamento,
onde não estava ocorrendo uma boa vedação no contado das flanges com o tambor. O
causador dos problemas foram identificados sendo solucionados utilizando-se materiais
para esse fim.
Ao final foram realizadas oito passagens do esgoto sanitário. Identificou-se a
produção de gás nos dois reatores pela observação de que o gasômetro inflou
significativamente, sendo que aparentemente o gasômetro acoplado ao reator
constituído por leito de bambu possuía maior volume de gás. Essa diferença pode ser
atribuída ao leito de fixação das bactérias, pois o leito de bambu possui uma superfície
muito mais porosa, o que favorece a fixação das bactérias proporcionando maior
superfície de contato.
Figura 27: Gasômetro do reator de leito de PVC após a oitava passagem
50
Figura: 28: Gasômetro do reator de leito de bambu após a oitava passagem
Com relação ao tratamento do efluente pode se identificar, visualmente, que
houve uma grande alteração no substrato tratado no reator constituído por leito de PVC,
já no efluente com leito de bambu a percepção dessa alteração foi dificultada pelo leito
de bambu gerar uma coloração escura. A diferença de coloração pode ser facilmente
notada após a quinta passagem, onde o efluente possuía uma aparência muito mais
cristalina. Essa diferença foi atribuída a possibilidade de ter ocorrido um bom
tratamento do efluente com relação à remoção de sólidos solúveis. A diferença do
efluente antes do tratamento e após a quinta passagem pode ser notada nas figuras 29 e
30.
Amostras do efluente foram retiradas após a 2ª, 3ª e 8ª passagem, tanto do reator
com leito de bambu quanto de PVC, as quais foram submetidas a análises de pH
obtendo-se os resultados demonstrados na tabela 3.
51
Tabela 3: Análise de pH das amostras de efluente tratado
2ª Passagem
3ª Passagem
8ª Passagem
Amostra do reator de bambu
pH
Temp. °C
6,51
27,1
6,97
27,6
6,51
28,8
Amostra do reator de PVC
pH
Temp. °C
6,85
26,4
7,18
27,2
7,26
29,6
Figura 29 e 30: Efluente antes do tratamento e efluente após a 5ª passagem no reator
com leito de PVC.
A produção de biogás pode ter sido afetada por alguns fatores como baixa
temperatura durante os dias em que os testes foram realizados. Uma vez que a
temperatura tem grande influencia na atividade das bactérias, a eficiência do processo
pode ter sido largamente afetada por esse fato já que nos dias em que os testes foram
realizados, uma inesperada queda na temperatura do ambiente ocorreu.
A qualificação e a quantificação do gás gerado não foram possíveis de ser realizada
devido à falta de equipamentos para esses fins na instituição assim como analises
qualitativas do efluente tratado nos reatores para melhor definir a eficiência dos reatores
construídos.
52
6. CONCLUSÃO
Concluiu-se que os reatores funcionaram, começaram a produzir gás e precisa-se
de mais testes com o lodo para determinação de sua eficiência. Ambos os reatores
alcançam maior eficiência para produção de biogás quando trabalhando em série, com
mais testes será possível aperfeiçoar o processo identificando o número de reatores e
TDH ótimos.
Sugerem-se, para trabalhos futuros, que sejam realizados as mesmas análises de
caracterização do lodo após as sucessíveis passagens pelo reator, assim como a
caracterização do gás produzido.
53
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALVEZ, J. W. S. Diagnóstico Técnico Institucional da Recuperação e Uso Energético
do Biogás Gerado Pela Digestão Anaeróbia de Resíduos. Dissertação (Mestrado).
PIPGE/USP, São Paulo, 2000.
AMARAL, F. L.M. Digestão Anaeróbia dos Resíduos Sólidos Urbanos: Um Parâmetro
Tecnológico atual. Fl. 107. Dissertação (Mestrado). Instituto de Pesquisas Tecnológicas
do Estado de São Paulo. São Paulo, 2004.
ANDRADE NETO, C. O; PEREIRA. M. G; MELO. N.S. Materiais alternativos para
enchimento de filtros anaeróbios: conduíte cortado e tijolo cerâmico. Anais, VI Oficina
e Seminário Latino-Americano de Digestão Anaeróbia.Vol. 1. p.28-35. Pernambuco,
2000
AVELLAR, L. H. N.; COELHO, S. T.; ALVEZ, J. W. Geração de Eletricidade com
Biogás: Uma Realidade. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento. Ano 5, nº 29, p.120
– 122, 2002.
BACCHINI, L. L.; CARVALHO, L. A.. Viabilidade Econômica e Ambiental da
Utilização do Biogás Gerados em Aterros Sanitários. Fl. 82. Trabalho de Conclusão de
Curso. Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos. Barretos, 2009.
CABELLO, P. A.; SCOGNAMIGLIO, F. P.; TERÁN, F. J. C. Tratamento de Vinhaça
em Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado. Engenharia Ambiental – Espírito Santo do
Pinhal, v. 6, n. 1, p. 321-338, Jan/Abr 2009.
CAMPOS, J. R. Biomassa Fixa: Reatores Anaeróbios. In: Taller y Seminário
Latinoamericano. “Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales”.Montevideo. Anais.
Uruguai, p. 184-196. 1994.
CHERNICHARO, C.A.L. Reatores Anaeróbios. Belo Horizonte: DESA/UFMG, 246p,
1997.
COLODRO, Gilberto. Recuperação de solo de área de empréstimo como lodo de
esgoto, Tese de doutorado, Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Engenharia Agrícola, 2005.
COSTA, D. F. Geração de Energia Elétrica a Partir do Biogás do Tratamento de Esgoto.
2006. fl. 194. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo – USP, São Paulo,
2006.
CUNHA, M. B.; BIANCHINI Jr., I. Degradação anaeróbia de Scirpus cubensis e
Cabomba piauhyensis: Cinética de formação de gases. Acta Limnológica Brasileira,
1967.
CUNHA, M. E. G. Análise do Setor de Saneamento Ambiental no Aproveitamento
Energético de Resíduos: “O Caso do Município de Campinas - SP”. Dissertação
(Mestrado). Universidade Estadual de Campinas – Unicamp, Campinas – SP, 2002.
54
DALANEZI, L.M.; DALANEZI, J.A.; DALANEZI F.M. Revisão de literaturaConceitos,importância e entraves do biodigestor na pecuária brasileira. Disponível em:
http://www.dracena.unesp.br/eventos/sicud_2010/anais/diversos/170_2010.pdf,
Acessado 23/05/2011.
FERNANDES,
C.
Reatores
UASB.
2000.
Disponível
http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/UASB01.html, Acessado em 25/05/2011.
em:
FORESTI, E.; FLORÊNCIO, L.; Van HAANDEL, A.; ZAIAT, M.; CAVALCANTI,
P.F.F. Fundamentos do Tratamento Anaeróbio. In: CAMPOS, J.R. (Coord.).
Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição Controlada no
Solo. Rio de Janeiro: ABES, p. 29-52, 1999.
FOX, P.; SUIDAN, M.T.; BANDY, J.T., A comparison of Media Types in Acetate Fed
Expanded-Bed Anaerobic Reactors, Water Research, 24:7, p. 827-835. 1990.
FRANCO, A. Aplicação do Lodo de Esgoto em Cana-Planta Como Fonte de Nitrogênio
e Fósforo e Seu Impacto Ambiental. Tese (doltorado). Universidade de São Paulo –
Centro de Energia Nuclear na Agricultura USP/CENA, Piracicaba - SP, 2009.
FRANÇA Jr., A. T. Análise do Aproveitamento Energético do Biogás Produzido numa
Estação de Tratamento de Esgoto. Dissertação (Mestrado). Universidade Estadual
Paulista “Julho de Mesquita Filho”, Ilha Solteira – SP, 2008.
KATO, M.T.; ANDRADE NETO, C.O.; CHERNICHARO, C.A.L.; FORESTI, E.;
CYBIS, L.F. Configurações de Reatores Anaeróbios. In: CAMPOS, J.R. (Coord.).
Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição Controlada no
Solo. Rio de Janeiro: ABES, p. 53-99, 1999.
LETTINGA, G.; VAN HANDEL, A.C. Tratamento Anaeróbio de Esgotos – Um
Manual para Regiões de Clima Quente. Campina Grande: Epgraf, 255p. 1994.
MACHADO, F. F.; SILVA, R. M.; OLIVEIRA, F. S. Influências Antrópicas no Meio
Ambiente, Impactos Ambientais no Bairro Lagoinha – São Gonçalo – RJ. Geografia:
Ensino & Pesquisa, Santa Maria, v. 12, n. 2, p. 53 - 58, 2008.
MARELLI, L. M.; LIBÓRIO, J. B. L. O Uso de Reatores Anaeróbios (tipo UASB)
Como Alternativa no Tratamento de Esgoto Doméstico de Conjuntos Habitacionais.
Congresso Latino-Americano Tecnologia e Gestão na Produção de Edifícios – Soluções
para o Terceiro Milênio. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo,
1998.
MARTINS, M. V. L.; SILVEIRA, J. L.; ASTORGA, O. A. M. Estudo do
Aproveitamento Energético do Biogás Proveniente da Estação de Tratamento de
Efluentes de uma Indústria de Matadouro e Frigorífico. The 8th Latin-American
Congress on Electricity Generation and Transmission – CLAGTEE, 2009.
MEYSTRE, J. A. Partida de um Reator UASB, em Escala Piloto, Para Tratamento de
Efluente Doméstico: Estudo de Caso Para a Região da Serra da Mantiqueira. Fl. 128.
Dissertação (Pós-Graduação). Universidade Federal de Itajubá. Minas Gerais, 2007.
55
MORAES, L. M. Avaliação da Biodegradabilidade Anaeróbia de Lodos de Esgoto
Provenientes de Reatores Anaeróbios Sequenciais. Fl. 164. Tese (Doutorado).
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP. Campinas – SP, 2005.
PASSIG, F. H. Estudo do Desenvolvimento de Biofilme e dos Grânulos Formados no
Filtro Biológico Anaeróbio. São Carlos. Fl. 128. Dissertação (Mestrado). Escola de
Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 1997.
PECORA, V. Implantação de uma unidade demostrastiva de geração de energia elétrica
á partir do biogás de tratamento do esgoto residencial da USP, Estudo de caso. Mestrado
– Programa interunidades de Pós-graduação em Energia – EP/FEA/IEE/IF da
Universidade de São Paulo, 2006.
SALOMON, K. R.; LORA, E. E. S. Estimativa do Potencial de Geração de Energia
elétrica Para Diferentes Fontes de Biogás no Brasil. Biomassa e Energia, n. 2, v. 1, p.
57-67, Viçosa – MG, 2005.
SANTANA, A. M.; OLIVEIRA, R. A. Desempenho de Reatores Anaeróbios de Fluxo
Ascendente com Manta de Lodo em Dois Estágios Tratando Águas Residuárias de
Suinocultura. Eng. Agríc., v. 25, n. 3, p. 817-830, Jaboticabal – SP. set./dez. 2005.
SOARES, R. C.; SILVA, R. S. C. M. Evolução Histórica do Uso de Biogás Como
Combustível. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso.
Cuiabá – Mato Grosso, 2010.
TORRES, D. G. B.; KUNZLER, K. R.; GOMES, S. D.; PÁDUA, J. A. B.;
WALTHIER, E. Avaliação da Produção de Biogás em Função do Consumo de DQO e
Redução de Sólidos Totais e Voláteis em Reator Monofásico Para o Tratamento
Anaeróbio da Manipueira. XIII Congresso Brasileiro de Mandioca, 2009.
TSUTIYA, M. T.; COMPARINI, J. B.; ALEM SOBRINHO, P (ed) Biossolidos na
Agricultura. São Paulo: SABESP, 2001.
VALLERO, M. V. G.; BLUNDI, C.E.; ZAIAT, M. Biologic Activity Analysis of Free
and Attached Cells Formed in an Anaerobic Upflow Reactor. In: International
Symposium on Environmental Biotechnology, 4. P.302-5. Noordwijkerhout,
Netherlands. 2000.
VAN HAANDEL, A. C., LETTINGER, G. Tratamento Anaeróbio de Esgotos: Um
Manual para Regiões de Clima Quente. Epigraf, Campina Grande, 240 p., 1994.
VON SPERLING, M. Introdução a Qualidade das Águas e do Tratamento dos Esgotos,
2 ed. Belo Horizonte: Desa UFMG, 1996. 243p. (Princípios do Tratamento Biológico de
Águas Residuárias). v.1. 1996.
Wang, S. D.; Wang, D. I. C. Pore Dimension Effects in the Cell Loading of a Porous
Carrier, Biotechnology and Bioengineering, 33, p. 915-917. 1988.
56
WEBER, M. I. Avaliação da Eficiência de um Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado
para o Tratamento de Resíduos Líquidos da Indústria de Refrigerante. Dissertação
(Mestrado). Universidade Federal do Paraná. Curitiba – PR. 2006.
YEE, C.J. Effects of Microcarriers on Performance and Kinetics of the Anaerobic
Fluidized Bed Biofilm. Reactor. Dissertação (Pós-Doutorado). University of
Pennsylvania, Philadelphia, PA. 1990.
ZORDAN, S. E. Metodologia de Avaliação do potencial de reciclagem de resíduos.
2003. 481p. 2v. Tese (doutorado). Escola Politecnica Universidade de São Paulo. São
Paulo, 2003.
57