Diferentes condições na produção de biogás de lodo de esgoto

Abstract

O crescimento populacional tem intensificado o uso de água e, consequentemente, a geração de esgoto, cujo processamento nas estações de tratamento de efluentes gera um novo resíduo: o lodo de esgoto. Com o avanço da distribuição do sistema de saneamento, é essencial que sejam criadas formas de tratamento e destinação mais adequadas ao resíduo, uma vez que seu descarte em aterros sanitários representa grande problema ambiental. Este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização da biodigestão anaeróbia como alternativa de destinação do lodo de esgoto, avaliando a influência da adição de dois tipos de inóculos na produção de biogás, um subproduto da biodigestão de alto valor agregado, capaz de fornecer energia para acompanhar o aumento da demanda energética do país e do mundo. O estudo foi conduzido por meio de um experimento em escala laboratorial com a confecção de seis reatores, e o acompanhamento das análises de pH, demanda química de oxigênio (DQO), demanda biológica de oxigênio e sólidos totais e voláteis para caracterização do substrato e determinação da eficiência do processo. Os resultados indicaram a necessidade do aumento de tempo de retenção hidráulica nos reatores A e B (lodo de esgoto in natura) para a produção de biogás; a eficiência de 90,86% e 69,90% na redução da DQO dos reatores C e D (lodo de esgoto com inóculo de dejetos bovinos), respectivamente, com a presença de biogás de chama azulada com rendimento teórico de 20,03 NL (reator C) e 15,41 NL (reator D) de CH4; e a importância do acompanhamento do pH e do tipo de inóculo nos reatores E e F (lodo de esgoto com inóculo probiótico), que acidificaram e inibiram a etapa metanogênica da reação, aumentando os valores de DQO inicial de 27.200 mg.L⁻¹ para 36.500 mg.L⁻¹ (reator E) e 41.800 mg.L⁻¹ (reator F).

Population growth has intensified water consumption and, consequently, wastewater generation. The treatment of wastewater in treatment plants produces a secondary residue known as sewage sludge. As sanitation systems continue to expand, it is essential to develop more suitable treatment and disposal alternatives for this residue, since its disposal in landfills represents a significant environmental challenge. This study aimed to evaluate anaerobic digestion as an alternative for sewage sludge management by assessing the influence of two different inoculum types on biogas production, a high-value by-product capable of supplying energy to meet the increasing energy demand of both the country and the world. The study was conducted through a laboratory-scale experiment involving the construction of six reactors and the monitoring of pH, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), and total and volatile solids analyses for substrate characterization and process efficiency evaluation. The results indicated the need for a longer hydraulic retention time in reactors A and B (untreated sewage sludge) to achieve biogas production; COD reduction efficiencies of 90.86% and 69.90% in reactors C and D (sewage sludge with bovine manure inoculum), respectively, accompanied by the presence of bluish-flame biogas and theoretical methane yields of 20.03 NL (reactor C) and 15.41 NL (reactor D) of CH₄; and the importance of pH monitoring and inoculum selection in reactors E and F (sewage sludge with probiotic inoculum), which became acidified and inhibited the methanogenic stage of the process, increasing COD values from 27,200 mg·L⁻¹ to 36,500 mg·L⁻¹ (reactor E) and to 41,800 mg·L⁻¹ (reactor F)