A pesquisa teve início ano de 2000 quando foram utilizadas amostras compostas para o monitoramento da eficiência dos reatores e caracterização de lodo anaeróbio do reator UASB. Após a aquisição e montagem dos equipamentos necessários, inicio-se o monitoramento do reator UASB em duas fases:
o Fase DL: Monitoramento realizado nos dias de lavagem dos biofiltros, quando o esgoto afluente ao reator UASB era composto de uma mistura entre o esgoto bruto e o lodo aeróbio recirculado durante a lavagem para a elevatória.
o Fase DSL: Monitoramento realizado em dias sem lavagem dos biofiltros.
Este monitoramento teve o objetivo de comparar a eficiência do reator UASB nas duas fases.
Por razões operacionais, os monitoramentos DL e DSL não foram realizados em um mesmo período da pesquisa. A adequação do sistema de coleta da fase gasosa e do sistema de descarga de lodo aeróbio de lavagem adiou a avaliação da produção de biogás bem como a caracterização do lodo aeróbio recirculado para a elevatória.
40 A vazão efluente do reator UASB era dividida entre os três biofiltros secundários (1, 2 e 3) sendo que o
biofiltro terciário recebia o eflunete o biofiltro 3.
41 Esta padronização foi estabelecida após observação, em campanhas anteriores, do número de descartes
4.6.1 Pontos de coleta
•
Esgoto afluente à estação:
Coletado no ponto de chegada de esgoto bruto na elevatória da ETE-UFES, após o gradeamento ( ponto 1 da Figura 4-10).•
Esgoto afluente ao reator UASB:
Coletado após a caixa de areia, na entrada do reator UASB (ponto 3 da Figura 4-10).•
Esgoto efluente ao reator UASB e afluente aos biofiltros :
Coletado na caixa de entrada dos biofiltros (ponto 4 da Figura 4-10).•
Vazão de esgoto:
Medida na tubulação de entrada do reator UASB (ponto 2 da Figura 4-10).•
Vazão de biogás:
Medida na casa de gás instalada adjacente aos reatores (ponto 6 da Figura 4-10 e Figura 4-14).•
Lodo anaeróbio:
Coletado nas torneiras ao longo do reator UASB (ponto 7 da Figura 4-10 e Figura 4-11).•
Lodo aeróbio:
Coletado na caixa de coleta de lodo instalada ao lado da elevatória (ponto 9 da Figura 4-10).•
Lodo de descarte de manta de lodo:
Coletado no leito de secagem após descarte de lodo anaeróbio (ponto 8 da Figura 4-10 e Figura 4-13).
Figura 4-10: Pontos de coleta 1-Chegada de esgoto bruto na elevatória.
2-Medidor de vazão de esgoto. 3-Caixa de areia a montante do UASB.
4-Caixa de entrada do efluente anaeróbio nos BFs. 5-Efluente dos biofiltros.
1
1
2
2
3
3
4
4
6
6
5
5
2
2
7
7
99
3
3
8
8
6-Medidor de vazão de gás.7-Torneiras de perfil de lodo anaeróbio. 8-Leito de secagem.
4.6.2 Fase líquida
O monitoramento da fase líquida foi realizado com auxílio de 3 medidores automáticos sendo 2 deles refrigerados (um da marca ISCO, usado na coleta da elevatória42 e outro da Policontrol que coletou o afluente ao reator UASB) e 1 sem refrigeração (da marca ISCO, usado na coleta do efluente do reator UASB). Para a coleta de amostras compostas dos biofiltros foram utilizadas bombas peristálticas.
Amostras compostas:
As amostras compostas se referem à coleta de 24 alíquotas (1 alíquota por hora), misturadas ao fim de 24 horas, resultando num volume final de 1 litro. Este monitoramento, realizado 2 vezes por semana, foi chamado de “monitoramento composto”.
Este monitoramento foi realizado nos seguintes pontos: Elevatória (esgoto bruto), afluente do UASB, efluente do UASB (caixa de areia) e efluente dos biofiltros 1, 2, 3 e terciário (Figura 4-10). Os parâmetros analisados foram: DQO, DQOfiltrada, e SST.
Amostras simples:
As amostras simples, por sua vez, foram realizadas em cada uma das 24 alíquotas (1 alíquota por hora) que foram analisadas, separadamente, ao fim do tempo de 24 horas, resultando em 24 amostras de 300ml cada. Este monitoramento, que foi realizado 1 vez por semana, foi realizado nos pontos: Elevatória, afluente do UASB e efluente do UASB (Figura 4-10). Os parâmetros analisados foram: DQO, DQOfiltrada e SST.
42 A amostragem do esgoto afluente à estação (elevatória) teve seu monitoramento comprometido durante o
4.6.3 Fase sólida
Perfil de lodo anaeróbio
:O lodo anaeróbio foi coletado nas 6 torneiras distribuídas ao longo da altura do reator UASB (Figura 4-11). Antes de cada coleta foi descartado o primeiro litro de lodo para eliminar possível interferência de lodo seco na tubulação de coleta. As amostras foram coletadas em frascos de 1 litro e levadas ao laboratório onde foram analisados os seguintes parâmetros: ST, SV e SF.
Figura 4-11: Coleta de perfil de lodo anaeróbio
Descarte de lodo aeróbio
:Durante esta pesquisa, nenhum descarte de fundo foi realizado no reator UASB. Todos os descartes foram realizados na altura da manta de lodo (torneira a 1,5m do fundo do reator).
A determinação do momento do descarte de lodo anaeróbio para o leito de secagem foi determinado mediante acompanhamento visual da qualidade do efluente anaeróbio em relação a SST, de forma que a ocorrência de sólidos em suspensão, de forma rápida, indicava o momento de se realizar o descarte. Esta detecção também foi confirmada pelo perfil de sólidos monitorado ao longo da altura do reator que indicava um aumento na altura da manta de lodo.
Caracterização do lodo de descarte
:Após cada descarte de manta de lodo do reator UASB para o leito de secagem, uma amostra de lodo era coletada em frasco de 1 litro (Figura 4-13). Parâmetros analisados: ST, SV e SF.
Figura 4-13: Descarte de manta de lodo para o leito de secagem
Perfil de lodo aeróbio de lavagem
:Este perfil foi levantado com base no monitoramento do lodo aeróbio coletado durante sua recirculação para elevatória, no período de lavagem dos biofiltros. A cada descarte de lavagem realizado, o lodo aeróbio antes de ir para elevatória foi armazenado em uma caixa de coleta de 0,5m3 situada ao lado da elevatória (Figura 4-10). Após a leitura do volume descartado, o lodo foi homogeneizado e uma amostra coletada (em frascos de 300ml). Parâmetros analisados: ST, SV, SF, DQO e Volume.
4.6.4 Fase gasosa
A leitura do volume de biogás produzido no reator UASB foi realizada através de um medidor de vazão de gás instalado na tubulação de coleta de biogás. Este medidor, durante a coleta, emitia um sinal elétrico a cada 2 litros coletados.
Através de uma placa de aquisição de dados, programada para armazenar os sinais de emitidos pelo medidor, realizava uma leitura de sinal a cada minuto. (Figura 4-14). Esta leitura era então processada em convertida em vazão de biogás.
O mesmo sistema descrito anteriormente, acoplado no medidor de vazão de esgoto, realizou, concomitantemente, a leitura da vazão de esgoto afluente ao reator UASB.
Figura 4-14: Medidor de biogás
Os resultados do tipo “texto”, obtidos deste monitoramento, foram convertidos para o tipo “excel”. A Figura 4-15 apresenta a tela de saída dos dados de vazões coletados, já convertidos, em l/s, para arquivo do tipo excel.
P
Pllaaccaaddeeaaqquuiissiiççããoo
d
arquivo lido vazão de esgoto afluente ao reator UASB (l/s) vazão de biogás produzido (l/min) Valores corrigidos
Figura 4-15: Tela de saída do programa de captura das medidas de vazão de esgoto e biogás