Reator Anaerbio de Fluxo Ascendente UASB

Introduo

Requisitos a serem observados na escolha de alternativas de tratamento (Von Sperling, 1995 e Lettinga, 1995) Baixo custo de implantao; Elevada sustentabilidade do sistema (pouca dependncia externa); Simplicidade operacional, de manuteno e de controle; Baixos custos operacionais; Adequada eficincia de remoo de diversos poluentes; Pouco ou nenhum problema de disposio do lodo; Baixo requisito de rea; Flexibilidade ampliaes; Fluxograma simplificado; Elevada vida til; Ausncia de problemas populao vizinha; Possibilidade de recuperao de subprodutos teis; Existncia de experincia prtica.

Sistemas Anaerbios

Conhecimento tcnico elevado, mas localizado; Condies ambientais favorveis; Preconceitos e falta de conhecimento; Possibilidade de tratamento de diversos tipos de resduos Todos, em especial dejetos biodegradveis

Diversas caractersticas favorveis Elevado tempo de reteno de slidos; Tempos de deteno hidrulica; Simples e de baixo custo. Muito aplicveis a AR de baixa concentrao

Sistemas AnaerbiosVantagens

Desvantagens

Produo de slidos 5 10x menor; Consumo de energia; Demanda de rea Custos de implantao; Produo de CH4; Ausencia de alimentao por meses; Tolerncia a elevadas cargas orgnicas; Pequena e grande escalas; Consumo de nutrientes.

Susceptibilidade inibio; Partida pode ser lenta; Requer ps-tratamento; psBQI e Micro complexas; Maus odores; Efluente com aspecto desagradvel; Remoo de N, P e patgenos insatisfatria

Sistemas Anaerbios Reatores

Nomenclatura Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors UASB Lettinga, Wageningen Holanda DAFA, RAFA, RALF, RAFAALL... PROSAB preconiza:

Reator UASB; Reator de manta de lodo; Reator anaerbio de fluxo ascendente e manta de lodo

Fundamentos da Digesto Anaerbia

Na converso de matria orgnica em ausncia de O2 so utilizados aceptores de eltrons inorgnicos como NO3- (reduo de nitrato), SO42- (reduo de sulfato) e CO2 (formao de metano) Compostos orgnicos complexos (CHOs, Lipdeos, protenas) so hidrolisados em compostos orgnicos mais simples (cidos volteis) Esses cidos orgnicos so convertidos em produtos gasosos (CH4 e CO2) Relao comensal entre bactrias formadoras de metano e as acidognicas.

Fundamentos da Digesto Anaerbia

Agentes Bactrias fermentativas

Transformam, por hidrlise, polmeros em monmeros e estes em acetato, H2, CO2, cidos orgnicos de cadeia curta, AA e etc... Convertem os subprodutos do grupo anterior em acetato, H2, e CO2

Bactrias acetognicas

Bactrias metanognicas

Usam acetato, transformando-o em CH4 e transformandoCO2 e e/ou reduzem CO2 a CH4. e/

Fundamentos da Digesto Anaerbia - Fases

Hidrlise Polmeros em monmeros pela excreo de exoenzimas pelas bactrias fermentativas Afetada por: Temperatura, tempo de residncia, composio do substrato, tamanho das partculas, pH, [NH4+ - N], [produtos da hidrolise]

Acidognese Produtos da hidrlise so metabolizados no interior das bactrias fermentativas sendo convertidos em: ac. graxos, volteis, alcois, ac. ltico, CO2, H2, NH4, H2S e novas clulas, sendo posteriormente, excretadas no meio. Bactrias facultativas

Fundamentos da Digesto Anaerbia - Fases

Acetognese

Oxidao dos produtos da fase acidognica em substrato para a fase metanognica. Produo de H2, CO2 e acetato. H2 promove pH

Metanognese

Metanognicas H2 + CO2 CH4 + CO2 CH3COOH + CO2 + H2 ac. propinico e ac. butrico

Sulfetognese

Produo de CH4 e CO2 atravs de substratos como ac. actico, H2/CO2, ac. frmico, metanol,metilaminas e CO. Bactrias acetoclsticas (acetato) e hidrogenotrficas (H2/CO2) Reduo de compostos sulfdricos a S2- por bactrias sulforredutoras Muito versteis. Pode haver competio

Sistemas Anaerbios de Tratamento

Microrganismos transformam compostos orgnicos biodegradveis em subprodutos que podem ser removidos do sistema. Os subprodutos podem ser slidos (lodo), lquidos (gua) ou gasosos (CH4, CO2, etc.) Convencionais Alta taxa Digestores de lodo, tanques spticos e lagoas anaerbias

Com crescimento aderido reatores de leito fixo, rotatrio e expandido/fluidificado expandido/ Crescimento disperso reatores de dois estgios, de chicanas, de manta de lodo, de leito granular expandido e com recirculao interna.

Upflow Anaerobic Sludge Blanket UASB

Fluxo ascendente de efluente atravs de um leito de lodo denso e de elevada atividade. Os slidos no reator variam de muito densos com partculas granulares de elevada capacidade de sedimentao (prximo ao fundo) ate mais dispersos e leve, prximo ao topo. A estabilizao da matria orgnica ocorre em todas as zonas de reao e a mistura do sistema devida ao fluxo ascendente e liberao de bolhas de gs Apresenta grande habilidade em desenvolver biomassa de elevada atividade, na forma de grnulos ou flocos (entre 1 e 5 mm) A formao de um lodo de boa qualidade conseguido atravs de um cuidadoso processo de partida do sistema. O lodo leve (de m qualidade) arrastado para fora, enquanto o lodo mais pesado, fica retido e se desenvolve no fundo, apresentando [ ] entre 40 a 100 g.ST L-1.

Upflow Anaerobic Sludge Blanket UASB

Dispositivo de separao de gases e slidos na parte superior do reator, que se forma uma zona favorvel sedimentao Projeto simples e no requer dispositivo sofisticados ou meios suportes. O UASB apresenta bons resultados em escalas piloto e plenas tanto para tratamento de efluentes com alta ou baixa concentrao

Upflow Anaerobic Sludge Blanket UASBVantagens

Desvantagens

Sistema compacto; Custo de implantao e operao; Produo de lodo; Consumo de energia; Remoo de DBO/DQO DBO/ da ordem de 65-75%; 65Rpido reincio, aps paralisaes; [ lodo excedente]; Boa desidratabilidade do lodo

Possibilidade de emanao de maus odores; Capacidade em tolerar cargas txicas; Intervalo de tempo para partida do sistema; Necessidade de pspstratamento

Upflow Anaerobic Sludge Blanket UASB1. 2.

3. 4.

5. 6.

Inoculao do reator com quantidades suficientes de lodo anaerbio start up; up; Taxa de alimentao deve ser aumentada progressivamente. Aps alguns meses,o lodo fica bastante concentrado (4 10%); Desenvolvimento de grnulos de lodo; Acima do leito, desenvolve-se a manta de lodo. Slidos desenvolveapresentam Vs