Resumo
No processo de tratamento anaeróbio de esgoto, alguns gases poluentes são gerados, formando o biogás. Nesta mistura de gases, encontra-se o metano (CH4), que possui alto poder calorífico, agregando ao biogás um potencial energético. Objetivou-se quantificar o potencial de geração de energia proveniente do biogás produzido numa Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), e estimar a emissão evitada de metano a partir do aproveitamento do biogás. Utilizou-se dados de monitoramento de janeiro a julho de 2016 de uma ETE de propriedade da Empresa Baiana de Águas e Saneamento S.A – EMBASA. Os resultados foram: eficiência de remoção de DQO de 83,7%; produção de metano de 1.706,9 m³.dia-1; energia elétrica disponível de 76.495,5 kWh.mês- 1; emissão evitada de metano de 1.109,4 kgCH4.dia-1, portanto, o aproveitamento de biogás mostrou-se promissor.
Introdução
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2016), a matriz elétrica brasileira é predominantemente oriunda de fontes renováveis, destacando-se a supremacia da fonte hidráulica, responsável por 64,0% da oferta interna. No total, as fontes renováveis representam 75,5% da oferta interna de eletricidade no país. Destaca-se a importância do crescimento da matriz renovável no Brasil, e diante do cenário energético do país (crescimento da demanda, escassez de oferta e restrições financeiras, socioeconômicas e ambientais à expansão do sistema), torna-se indispensável também a utilização de fontes alternativas de energia.
No que tange ao tratamento de esgoto doméstico, a deficiência no processo é um agravante para o meio ambiente em âmbito nacional. Em alguns casos, o esgoto coletado nas cidades não é submetido a tratamento, sendo descartado em corpos hídricos, causando impactos negativos ao meio ambiente. O procedimento adequado para o tratamento de esgoto ocorre quando o efluente é direcionado à Estação de Tratamento, sendo submetido a uma série de processos, a fim de diminuir o seu potencial poluidor antes de retorná-lo ao meio ambiente (COSTA, 2006). O tratamento biológico de esgoto comumente utilizado no Brasil consiste no processo de decomposição anaeróbica da matéria orgânica em Digestor Anaeróbico de Fluxo Ascendente (DAFA), com o intuito de reduzir a contaminação do efluente para disposição final, gerando como resíduos o lodo e o biogás (CHERNICHARO, 2001).
O biogás proveniente das Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) é constituído essencialmente por metano, que é considerado um dos principais gases do efeito estufa (CENBIO, 2000). Referente ao tratamento de esgoto, quanto mais eficiente for a etapa de tratamento biológico, maior será a produção de metano, que confere ao biogás o potencial calorífico, resultando na capacidade de obtenção de energia (JIANG et al., 2013; DENG, 2014). Para que a produção de biogás ocorra em maior escala, é necessário que a ETE possua determinadas características, a exemplo do tratamento primário de esgoto, e o afluente deve ter condições ideais para o metabolismo das bactérias metanogênicas, tais como impermeabilidade ao ar, composição do substrato, teor de água, temperatura e pH (PECORA, 2006). Destaca-se que o aproveitamento energético do biogás em ETEs está intimamente relacionado com a melhoria no processo de tratamento de efluentes, visto que para que este subproduto seja gerado no processo e possua potencial energético significativo, é fundamental que a etapa de tratamento biológico seja eficiente, além de estritamente anaeróbia reduzindo ao máximo a carga orgânica de chegada.
condições ideais para o metabolismo das bactérias metanogênicas, tais como impermeabilidade ao ar, composição do substrato, teor de água, temperatura e pH (PECORA, 2006). Destaca-se que o aproveitamento energético do biogás em ETEs está intimamente relacionado com a melhoria no processo de tratamento de efluentes, visto que para que este subproduto seja gerado no processo e possua potencial energético significativo, é fundamental que a etapa de tratamento biológico seja eficiente, além de estritamente anaeróbia reduzindo ao máximo a carga orgânica de chegada.
Ao realizar o aproveitamento do biogás, é possível destacar dois resultados significativos: um direto, como energia elétrica e térmica; e um indireto, ao reduzir as emissões de GEEs e, com isso, reduzir o aquecimento global. Ressalta-se que o metano lançado na atmosfera é 21 vezes mais agressivo do que o dióxido de carbono, principal agente do aquecimento do planeta (BLEY JR, 2015).
Novas tendências inclinam-se, inclusive, para a quantificação da emissão evitada de metano em processos que geram biogás, ao realizar a recuperação do metano para produção de energia. A emissão evitada de metano está plenamente alinhada às diretrizes estabelecidas pela Política Nacional de Mudanças do Clima (Lei 12.187/2009), podendo, portanto, ser utilizada como um Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL).
Considerando a necessidade crescente de novas fontes de energia, os estudos referentes ao aproveitamento de biogás para fins energéticos em ETEs se tornaram uma nova perspectiva para a viabilidade do propósito, que já é justificado pela função ambiental e que somado à questão econômica, agrega ainda mais importância.
De acordo com informações da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios – PNAD, do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, a proporção de domicílios que dispunham de serviços de rede coletora de esgoto passou de 63,5%, em 2014, para 65,3%, em 2015, correspondendo a um incremento de 1,9 milhão de unidades domiciliares que passaram a possuir este serviço, totalizando 44,5 milhões de domicílios atendidos (IBGE, 2016). Por outro lado, a deficiência no tratamento do esgoto doméstico é um agravante para o meio ambiente em âmbito nacional. No Brasil, em 2015, apenas 42,7% dos esgotos gerados foram submetidos a tratamento, corroborando, portanto, a deficiência no tratamento de esgotos no país. Contudo, registra-se um crescimento de 1,9 ponto percentual quando comparado com o ano de 2014, que foi de 40,8%, dando continuidade à curva de crescimento do indicador e afirmando a tendência de aumento da abrangência de tratamento de esgoto no Brasil (SNIS, 2016).
Considerando que a prospecção de expansão e aumento da abrangência do aproveitamento de biogás em ETEs relaciona-se intimamente com o aumento da coleta e tratamento de efluentes domésticos, como pode ser evidenciado no panorama apresentado pelo SNIS (2016), nota-se uma gama de possibilidades referentes ao aumento da proporção de domicílios com disponibilidade de serviços de rede coletora de esgoto, acelerando o cenário demonstrado pelo IBGE e caracterizando o presente projeto como uma tecnologia de âmbito não apenas ambiental, mas também social. Além disso, ressalta-se que o projeto está alinhado com os objetivos globais da Organização das Nações Unidas – ONU propostos na Agenda 2030 para o desenvolvimento sustentável, especialmente com o objetivo número 11 que refere-se a “Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis”, reduzindo até 2030 o impacto ambiental negativo per capita das cidades, prestando especial atenção à qualidade do ar, gestão de resíduos municipais e outros (ONU, 2015).
Diante deste cenário, a presente pesquisa apresenta resultados de um estudo de caso realizado numa ETE, objetivando avaliar a eficiência da produção de biogás durante o tratamento anaeróbico de esgoto, quantificar o metano constituinte do biogás gerado na ETE e consequentemente o potencial elétrico disponível, além de estimar a emissão evitada de metano proveniente do aproveitamento energético de biogás na ETE analisada.
Autores: Tuane Nascimento Mendes Aragão; Ícaro Thiago Andrade Moreira; Isadora Machado Marques e Raiany Sandhy Souza Santos.
