De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), todos os sistemas de digestão anaeróbia aderem aos mesmos princípios básicos, quer a matéria-prima (substrato) seja resíduo de alimentos, estrumes de animais ou lodo de efluentes.
Embora o processo seja o mesmo, os projetos variam de digestor para digestor. As variações de projeto são descritas abaixo, seguidas por descrições das categorias do digestor. As principais categorias são: autônomos, agrícolas e de estações de tratamento de esgoto.
Os sistemas digestores são construídos por razões diferentes e há muitas maneiras de descrevê-los. As distinções mais comuns incluem:
Temperatura de Operação
Os digestores são projetados para funcionar em diferentes faixas de temperatura. As faixas de temperatura são tipicamente 30°C – 37 °C para mesofilicos (organismo que desenvolve melhor em condições de temperatura moderada) e 50°C – 60°C para termofílicos. Existem diferentes populações de micróbios anaeróbios que proliferam nessas faixas de temperatura.
Geralmente, a digestão anaeróbia termofílica (AD) seria usada quando maior eliminação de patógenos for necessária. Essa faixa de temperatura pode produzir os “Biossólidos Classe A“. Os Biossólidos Classe A são uma designação para lodo de esgoto aquecido e desidratado que atende às diretrizes da EPA dos EUA para aplicação em solos sem restrições. Assim, os biossólidos Classe A podem ser legalmente usados como fertilizantes em propriedades agrícolas, hortas e também ser vendidos para jardineiros domésticos como composto ou fertilizante. Os digestores termofílicos exigem menos tempo para processar as matérias-primas (substratos), mas podem ter custos mais altos e maior dificuldade de operação.
Variação da matéria-prima
Alguns digestores são projetados para processar um tipo de matéria-prima e outros são projetados para processar várias matérias-primas. A co-digestão é frequentemente um fator determinante para o desenvolvimento de digestores anaeróbios. Muitos substratos exigem ou podem se beneficiar do pré-processamento antes da digestão, por exemplo, mistura, triagem, condicionamento térmico etc.
Digestão Úmida (baixo teor de sólidos) e Seca (alto teor de sólidos)
A classificação úmida e seca dos digestores referem-se ao teor de umidade das matérias-primas. Os digestores úmidos são mais comuns que os secos. Um digestor úmido ou sistema de digestão anaeróbia com baixo teor de sólidos geralmente processa matéria-prima com menos de 15% de teor de sólidos. As matérias-primas para um digestor úmido geralmente estão na forma de chorume e podem ser bombeadas.
Um digestor seco ou um sistema de digestão anaeróbia de alto teor de sólidos geralmente processa matéria-prima com mais de 15% de teor de sólidos. Os substratos para um digestor seco são frequentemente descritos como empilháveis.
Digestor de Fluxo Descontinuo (ou em batelada) versus Fluxo Contínuo
Em um digestor de fluxo descontinuo, os substratos são carregadas no digestor de uma só vez. Após o carregamento, há um período de tempo definido para ocorrer a digestão. Após esse período, o digestor é esvaziado e recarregado manualmente.
Em um digestor de fluxo contínuo, as matérias-primas são constantemente alimentadas no digestor e o material digerido é removido continuamente.
Digestores Autônomos
A maioria dos digestores autônomos aceita e processa substratos de uma ou mais fontes por uma tipping fee (taxa para o descarte de resíduos em aterro). Os digestores autônomos podem ser operados como empresas de reciclagem de produtos orgânicos, operações baseadas na comunidade ou construídas por um município para gerenciar o desperdício residencial de alimentos.
Outros digestores autônomos são construídos para processar resíduos específicos da indústria. Isso é comum na indústria de alimentos e bebidas. Esses digestores são instalados nas estações de processamento e projetados para processar um certo tipo de material. Essas unidades normalmente não aceitam outros substratos de fontes externas.
O substrato primário processado nesses digestores é o resíduo de alimentos. No entanto, os digestores construídos para processar esse resíduo também podem co-digerir outros materiais orgânicos, como os resíduos de quintais residenciais (folhas, grama cortada, etc.), estrumes e sólidos de efluentes.
A demanda por digestores autônomos está aumentando para atender a saída de resíduos alimentares dos aterros sanitários.
No Brasil, onde apenas 39% dos esgotos são tratados e menos da metade da população tem acesso a coleta adequada, de acordo com o Instituto Trata Brasil, organização especializada no setor, a Acqualimp, empresa do Grupo Rotoplas que possui ações na Bolsa de Valores do México, vem oferendo desde 2001 soluções eficientes e econômicas, como Biodigestor, Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio.
O Biodigestor Acqualimp (ou Fossa Pronta, como muitos conhecem), é a primeira miniestação de tratamento de esgoto residencial do Brasil. Fabricado com polietileno de alta densidade (PEAD), 100% impermeável, possui um exclusivo sistema de extração de lodo, dispensando definitivamente o uso de caminhão limpa-fossa.
O sistema não sofre infiltração por raízes como as fossas tradicionais, não emite mal cheiro, gera sujeira ou qualquer outra inconveniência. Como resultado, a Acqualimp garante de forma eficiente o tratamento do esgoto doméstico.
O Biodigestor Acqualimp não polui o meio ambiente, cuida da higiene, da saúde e é econômico. Certamente ideal para o tratamento de efluentes sanitários em residências, chácaras, sítios, fazendas e escritórios.
Entenda o funcionamento do Biodigestor Acqualimp e conheça o diferencial da tecnologia aplicada para tratar a água do esgoto urbano. Assista o vídeo:
Digestores em Propriedades Agrícolas
Os digestores em propriedades agrícolas podem trazer grande valor aos agricultores e a comunidade e ajudar a gerenciar nutrientes, reduzir odores e gerar receita adicional. Gado leiteiro, suínos e aves são os principais tipos de animais para as fazendas com digestores. Os digestores também podem aceitar resíduos de alimentos externos como substrato.
Fazenda de gado leiteiro com tanques em sistemas de digestão anaeróbia. (Imagem: EPA)
As tecnologias mais comuns de sistemas de digestores em fazendas nos Estados Unidos são: plug flow (biodigestor tubular), complete mix (mistura completa) e covered lagoons (lagoas cobertas).
Digestores em Instalações de Recuperação de Recursos Hídricos (WRRF)
Operadores de estações, associações industriais, instituições de pesquisa, agências estaduais e federais agora estão usando o termo “Water Resource Recovery Facility” (WRRF) (instalação de recuperação de recursos hídricos) para se referir a estação de tratamento de esgoto (ETE). O termo “Instalação de recuperação de recursos hídricos” reconhece sua capacidade de produzir água limpa, recuperar nutrientes (como fósforo e nitrogênio) e reduzir a dependência de combustíveis fósseis por meio da produção e uso de energia renovável.
Foto aérea de dois digestores anaeróbios na ETE Central Marin Sanitation Agency em San Rafael, Califónia / EUA. (Imagem: EPA)
O uso da digestão anaeróbia em WRRFs nos Estados Unidos remonta ao início dos anos 1900. Ao longo do século passado, houve avanços e retrocessos no desenvolvimento da tecnologia. A digestão anaeróbia é um processo biológico e um sistema de engenharia que requer experiência em ambas as disciplinas para o sucesso.
O objetivo principal dos digestores anaeróbios em WRRFs é tratar sólidos de efluentes. Como resultado, esses digestores estão sujeitos aos regulamentos de biossólidos da EPA (40 CFR Part 503). Os digestores em WRRF variam de diversas maneiras, incluindo:
- Tamanho e forma;
- Taxa de processamento
- Número de etapas do processo,
- Temperatura de operação
- Extensão do processamento de pré-digestão e tipos estratégicos de mistura.
Nos Estados Unidos, mais de 1.200 WRRFs possuem digestores anaeróbios que tratam sólidos de efluentes e produzem biogás. Enquanto muitas das WRRFs queimam o biogás produzido nesse processo, mais da metade usa o biogás gerado como um recurso energético para produzir eletricidade ou calefação. Das instalações que usam seu biogás como energia, cerca de um terço está produzindo eletricidade que é usada nas operações da instalação. Das WRRFs que geram eletricidade a partir do biogás, quase 10% vendem essa eletricidade para a rede. Cerca de 2% das WRRFs com digestores processam o biogás de modo suficientemente puro para injetar em gasodutos.
A utilização do biogás gerado em WRRFs, estão documentados em um banco de dados mantido pela Water Environment Federation (WEF).
Referência: Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA)
Adaptado por Portal Tratamento de Água
Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki
