Ozonização de lodo de filtros biológicos percoladores visando a solubilização de sólidos e o incremento de produção de biogás na digestão em reatores UASB - Louzada, Vinícius Marques (2024)
O tratamento de esgoto doméstico apresenta um grande desafio quanto ao gerenciamento dos subprodutos gerados, em especial o lodo biológico e o biogás, esse último proveniente de processos anaeróbios, quando existentes. Os custos para tratamento e disposição final do lodo podem atingir cerca de 60% do custo de operação de uma estação de tratamento de esgoto (ETE), sendo fundamental a busca por alternativas para o seu gerenciamento, seja para seu aproveitamento ou para a redução na geração. Em ETEs com unidades de filtro biológico percolador (FBP), é gerado o lodo biológico aeróbio, que por sua vez deve passar no mínimo por etapas de digestão e adensamento. Buscando otimizar o fluxograma de gerenciamento de lodo nas ETEs, no Brasil é comum o envio do lodo aeróbio de FBPs para digestão e adensamento em reatores anaeróbios de tratamento de esgoto do tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Em relação ao biogás, seu maior constituinte é o metano (CH4), que deve receber algum tipo de tratamento para mitigar o efeito estufa, sendo que em grande parte das ETEs brasileiras ele é apenas queimado, para conversão do CH4 em CO2. Porém, o biogás e seus derivados (ex.: biometano) pode ser aplicado para a geração de energia, seja ela térmica ou elétrica. Nessa linha, esta pesquisa propõe o uso da técnica de ozonização para pré-tratamento do lodo aeróbio proveniente de FBP enviado à digestão anaeróbia, objetivando a redução de sólidos no lodo e o incremento da geração de biogás na etapa anaeróbia. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar experimentalmente os princípios básicos do uso da técnica, investigando o efeito de diferentes doses de O3 na qualidade do lodo e no potencial biometanogênico. Para tanto, foram realizados ensaios de bancada com lodo coletado em um reator UASB e um FBP. Nesse contexto, realizou-se a ozonização do lodo aeróbio nas doses de 20 mgO3/gST, 150 mgO3/gST e 275 mgO3/gST, sendo observada uma redução de sólidos totais na ordem de 29%, 34% e 50% para cada dose, respectivamente. Em relação à geração de CH4, este estudo apontou que a própria técnica de envio de lodo de FBP para digestão e adensamento em reatores UASB já apresenta potencial para elevação da produção de biogás em 25%. Adicionalmente, a técnica da ozonização contribuiu para o incremento da produção de CH4 em até 93 (dose de 275 mgO3/gST). Para os cenários analisados em termos de viabilidade econômica a prática de ozonização e envio de lodo para digestão em reator UASB se mostrou vantajosa.