Quali-quantitative characterization of biogas with the temporal behavior of organic load on wastewater treatment plant with upflow anaerobic sludge blanket reactors through measurement in full‑scale systems

Orlando Antonio Duarte Hernandez; Ana Caroline Paula; Gustavo Rafael Collere Possetti; Mauricio Pereira Cantão; Miguel Mansur Aisse

doi:10.5327/Z217694781059

Autores

Orlando Antonio Duarte Hernandez Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Brasil https://orcid.org/0000-0003-4403-2517
Ana Caroline Paula Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-5822-5996
Gustavo Rafael Collere Possetti Companhia de Saneamento do Paraná (SANEPAR) - Brasil https://orcid.org/0000-0001-8816-5632
Mauricio Pereira Cantão Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-9937-738X
Miguel Mansur Aisse Universidade Federal do Paraná (UFPR) - Brasil https://orcid.org/0000-0003-4620-559X

DOI:

https://doi.org/10.5327/Z217694781059

Palavras-chave:

composição biogás; esgoto; medidor ultrassônico; sonda demanda química de oxigênio; medidor ultrassônico; vazão biogás.

Resumo

O trabalho teve como objetivo a caracterização qualiquantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB), em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição online. O trabalho foi conduzido em uma estação de tratamento de esgotos (ETE) instalada no Sul do Brasil. A ETE possui dispositivos de medição online para avaliar algumas variáveis físicoquímicas do esgoto e do biogás. Os equipamentos utilizados foram o analisador Demanda Química de Oxigênio (DQO) [sonda ultravioleta visível (UV–Vis)], medidor ultrassônico, medidor de biogás e analisador de composição de biogás. O monitoramento ocorreu por dois períodos de 72 horas cada e um período de 48 horas, no ano de 2018. Os dados foram analisados com estatística descritiva, a independência dos dados foi averiguada por meio do teste de correlação Box-Ljung, a normalidade foi verificada pelos testes Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors, Anderson-Darling, D’Agostino K² e Chen-Shapiro, e foi usado o método de Spearman para avaliar as correlações entre os parâmetros. A vazão média de esgoto foi 345 ± 120 Ls^-1. A carga orgânica removida foi, em média, 48%. Os valores de qualidade do biogás foram, para o metano (CH₄), 82,32% ± 3,62% v/v (percentagem volume-volume), para o dióxido de carbono (CO₂) 2,66% ± 1,19% v/v e para o sulfeto de hidrogênio (H₂S) 3453 ± 1268 ppm. A produção de biogás per capita obtida foi 4,51 ± 1,65 NL.hab-¹.d-¹. Foi estimada uma produção de energia eléctrica de 3.118,6 kWh/d, o que é equivalente a uma potência instalada de 130 KW. O comportamento da carga orgânica removida e da vazão de biogás (Nm³.h⁻¹) produzida na estação de tratamento, apresentaram um comportamento temporal variável, periódico e não estacionário.

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