Avaliação do biogás produzido em reatores UASB em termos de concentração de H2S para fins de aproveitamento energético

Abstract

O cenário atual de crise energética e aquecimento global está impulsionando uma crescente busca por fontes alternativas de energia. O biogás gerado em estações de tratamento de esgoto é uma das opções cada vez mais alvo de pesquisas. Quando pensado no aproveitamento energético do biogás, um dos componentes do biogás muito importante de se analisar é o sulfeto de hidrogênio (H2S). Esse trabalho tem, então, como objetivo analisar os valores de concentração de sulfeto de hidrogênio (H2S) no biogás gerado no tratamento de esgoto em reatores UASB, com foco em seu aproveitamento energético. O trabalho foi elaborado a partir de dados provenientes de seis estações de tratamento de esgoto (ETE). Foram coletados dados de vazão de esgoto; vazão, temperatura e pressão do biogás gerado; composição do biogás (CH4, CO2, H2S e O2); DQO afluente e efluente ao UASB. Os dados eram transmitidos via telemetria a cada 5 minutos e armazenados em um banco de dados. Foram escolhidos para análise períodos que representassem com acurácia o comportamento do biogás em cada uma das estações. Foi analisada a variação característica dos componentes analisados, com ênfase no sulfeto de hidrogênio, através dos valores mínimos, máximos e médios de cada ETE. Com a construção de gráficos, foi possível analisar a variação temporal dos mesmos. Após isso, foi sugerido que tipo de tratamento satisfaria os requisitos necessários para o seu uso em motores de combustão interna. Para finalizar, foi realizado o dimensionamento do motor-gerador para aproveitamento energético em três ETE, comparando, ainda, os valores esperados e os medidos de vazão de biogás. A composição do biogás gerado está dentro da faixa encontrada na literatura, com os valores de metano próximos à faixa superior, com valores de 76 a 83%. O H2S variou de um mínimo de 185,18 ppm (ETE I) ao máximo de 3.162,39 ppm (ETE J) e um valor médio próximo a 2000 ppm. Cinco das seis ETE apresentaram H2S com variação temporalmente variável e periódica. Já os valores de vazão de biogás gerados foram menores do que os estimados, resultando, consequentemente, em uma potência menor para o motor do que a teórica. Os resultados reforçam a necessidade de monitoramento do biogás gerado nas estações anteriormente à implantação de um sistema de aproveitamento do mesmo.