Reator Uasb Prof. Paulo Roberto Koetz

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1 Reator Uasb Prof. Paulo Roberto Koetz
DIGESTÃO ANAERÓBIA Reator Uasb Prof. Paulo Roberto Koetz

2 ETAPAS DA DIGESTÃO ANAERÓBIA
26/03/2017 ETAPAS DA DIGESTÃO ANAERÓBIA Ác. Nucleicos Lipídios Polissacarídeos Proteínas HIDRÓLISE Purina e Pirimidinas Ác. Graxos Açúcares Amino ácidos Outros produtos da fermentação (propionato, butirato, succinato, lactato, etanol, etc... ACIDOGÊNESE Substratos metanogênicos H2, CO2, Formiato, Metanol, Metilaminas, Acetato METANOGÊNESE Metano + Dióxido de Carbono tae_05_anaerobio

3 Etapas da digestão anaeróbia
Fase Hidrolítica: Estritas e facultativas Fase Acidogênica Fase Metanogênica Archae (Anaeróbias estritas)

4 Estado físico Temperatutra Líquida ST < 4 %
Fatores físicos Estado físico Líquida ST < 4 % Temperatutra Faixa Mesofílica: 30ºC a 35ºC Faixa Termofílica: 45ºC a 60ºC

5 Grau de Biodegradabilidade da Matéria Orgânica Nutrientes
Fatores ambientais Grau de Biodegradabilidade da Matéria Orgânica Nutrientes Nitrogênio Fósforo Minerais e Micronutrientes orgânicos pH Archae metanogênicas: 6,8 a 7,2 Acidogênicas: 5,5 a 6,0 Fermentativa: 5,5 a 7,0

6 Potencial de Oxiredução Alcalinidade
Fatores ambientais Potencial de Oxiredução Eh: 350 mV a 380 mV Alcalinidade AT = AB + 0,85 x 0,833 AV Tamponamento do meio Ácidos Voláteis Abaixamento do pH do meio

7 Grau de agitação ou grau de contato Metais Pesados
Fatores ambientais Grau de agitação ou grau de contato Metais Pesados Fração solúvel dos metais é tóxica Precipitação na forma de sulfetos ou carbonatos Inibidores e Antibióticos Cianetos Nitrogênio Amoniacal Oxigênio Sulfetos e outros compostos de enxofre Surfactantes

8 Potencial de Oxiredução
Fatores ambientais Nutrientes pH Metanogênicas: 6,8 - 7,2 Acidogênicas: 5,5 - 6,0 Fermentativa: 5,5 - 7,0 Potencial de Oxiredução Eh: 350 a 380 mV

9 Características do lodo
Alta decantabilidade. Elevada superfície ativa. Floculento ou granular. Ocupa 30% do volume útil do reator. Pouca ou nenhuma produção de lodo excedente. Lodo excedente tem valor comercial

10 Orgânicos biodegradáveis
Tipos de efluentes Orgânicos biodegradáveis

11 Equipamentos Tanque de pré-acidificação Controle de pH
Dosador de Nutrientes Reator de acidificação (opcional) Reator de metanização Gasômetro Tanque de estocagem de lodo Filtro biológico (gases) Queimador de biogás (Flare)

12 Concentração do efluente Temperatura Pressão do coletor de gás
Dados de projeto Concentração do efluente 1 000 mg.L-1 a mg.L-1 Temperatura 20ºC a 55ºC Pressão do coletor de gás 3,0 kPa a 10,0 kPa

13 Operacionalidade e Eficiência
EDQO = 50 % a 80 % Cargas orgânicas: < 20 kg.m-3r.d-1 (DQO) Produção de gás: 0,5 m3.kg-1 DQO. Operação mínima Pouca manutenção O gás é queimado ou aproveitado O sistema pode parar por longos períodos (meses)

14 Energia e produtos químicos
Energia elétrica bombas de recalque e dosadoras Soda Cáustica Nutrientes

15 Segurança e problemas ambientais
Acidificação produz mau cheiro A cobertura do reator evita o mau cheiro Formação de H2S Pouca produção de lodo

16 Determina a qualidade do lodo formado
Partida (Start up) Determina a qualidade do lodo formado O ideal é inocular o reator com um lodo anaeróbio de um reator UASB em operação Inoculação Lodo de reator UASB lodo aeróbio lodo anaeróbio não granular esterco bovino coado lodo de fundo de lagoa anaeróbia

17 UASB – Perfil hidráulico
Zona de digestão Zona de sedimentação Zona de separação sólido/líquido/gas

18 UASB - Valores usuais de projeto
B < 20 kg.m-3r.d-1 (DQO) Va ,< 3 m.h-1 td > 6 h H = 6 m TRH: 16 h a 24 h EDQO = 40 % a 90 %. EDBO = 85 % a 90 %.

19 Características do Lodo
Reator UASB Características do Lodo Alta decantabilidade Elevada superfície ativa Floculento ou granular Produção de biomassa em excesso Pouca produção de lodo excedente. Em geral, não existente. Lodo excedente tem valor comercial

20 Aplicações Indústrias de celulose processamento de alimentos Bebidas
Reator UASB Aplicações Indústrias de celulose processamento de alimentos Bebidas Açúcar Álcool Amido Arroz parboilizado

21 As Archae metanogênicas
Reator UASB As Archae metanogênicas

22 26/03/2017 Archae Vários grupos de Archae são capazes de usar o CO2 como receptor de eletrons. O grupo mais importante são metanogênicos A redução do carbonato é desfavorável devido ao seu baixo potencial de redução e pouca transformação de energia. O carbonato é um dos mais comuns anions na natureza tae_05_anaerobio

23 Archae Compostos que contenham elétrons de alta energia, como seus doadores de elétrons Convertem CO2 a CH4 Elas são o único grupo de microrganismos que produzem um hidrocarboneto como produto final de seu metabolismo

24 Bactérias Homoacetogênicas
São redutoras do carbonato Utilizam hidrogênio como fonte de elétrons Reduzem CO2 a HAc

25 Metanogênicas hidrogenotróficas
As archae metanogênicas usam compostos que contenham eletrons de alta energia, como seus doadores de eletrons Convertem CO2 a CH4 Único grupo de microrganismos que produzem um hidrocarboneto como produto final de seu metabolismo

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