Desempenho de reatores UASB, em série, utilizando esgoto e melaço de cana-de-açúcar

Abstract

O processo digestão anaeróbio em dois estágios é frequentemente utilizado para a produção de metano a partir de vários substratos orgânicos e águas residuárias. Neste trabalho avaliouse o desempenho de dois reatores UASB (R1 e R2), em série, utilizando como afluente o melaço de cana de açúcar diluído com esgoto doméstico. Os reatores R1 e R2 possuíam volumes de 35,0 e 28,1 L, respectivamente. O tempo de detenção hidráulico (TDH) e a carga orgânica volumétrica (COV) aplicados nos reatores foram de 7,0 e 5,6 dias e de 3,6 e 2,2 g DQO total (L d)-1, para o R1 e R2, respectivamente. Foram observadas eficiências médias de remoção de DQO total, carboidratos, NTK e coliformes termotolerantes de 58,7; 54,4; 42,0 e 99,999% para o sistema de tratamento composto pelos reatores UASB (R1 + R2), respectivamente. Os valores médios do percentual de CH4 no biogás no R1 e R2 foram de 38% e de 61%, respectivamente, indicando a predominância de arqueias metanogênicas no reator do segundo estágio (R2). Foram observadas produções volumétricas de metano médias para o sistema (R1 + R2) de 0,060 m3CH4 (m3 reator d)-1. As concentrações de ácidos voláteis totais atingiram níveis inibitórios para as arquéias metanogênicas, o que contribuiu para os baixos valores de produção de metano.

The anaerobic digestion process in two stage is often used for the production of methane from various substrates and organic wastewater. This study evaluated the performance of two UASB reactors (R1 and R2) in series, using the tributary as sugar cane molasses diluted with sewage. The R1 and R2 had volumes of 35,0 and 28,1 L respectively. The hydraulic retention time (HRT) and organic loading rate (OLR) used in the reactors were 7,0 and 5,6 days and 3,6 and 2,2 g total COD (L d) -1 for R1 and R2, respectively. Were observed the efficiency of the total removal of COD, carbohydrate, TKN and fecal coliform of 58,7; 54,4; 42,0 and 99,999% for the treatment system consisting of UASB reactors (R1 + R2) respectively. The average values of the percentage of CH4 in the biogas in R1 and R2 were 38% and 61% respectively, showing a predominance of methanogenic archaea in the second stage reactor (R2). Were observed volumetric methane production averages for the system (R1 + R2) of 0,060 m3CH4 (m3 reactor d)-1. The concentrations of total volatile acids reached levels inhibitory to methanogenic archaea, which contributed to the low values of methane production.