:: Instituição

O Departamento de Hidráulica e Saneamento (DHS) é uma unidade de ensino, vinculada ao Centro Tecnológico (CT) da UFES, contando com 13 professores (10 doutores e 03 mestres). Além das disciplinas ministradas para os cursos de graduação de engenharia e arquitetura, o departamento tem sob a sua responsabilidade o curso de mestrado em Engenharia Ambiental.

O início do Programa de mestrado em Engenharia Ambiental (PMEA) se deu em 1989 e, atualmente, é denominado Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental, com 10 professores permanentes, 09 participantes e um professor visitante. O Programa tem convênios com diversas instituições, para o desenvolvimento de pesquisas relacionadas com o seu objetivo, tais como: Cia. Vale do Rio Doce (CVRD), Cia. Siderúrgica do Tubarão (CST), Cia. Espírito-Santense de Saneamento (CESAN), ARACRUZ CELULOSE, SAMARCO Mineração S.A., Fundação Nacional de Saúde (FUNASA) e INCAPER, e finalmente com a Prefeitura Municipal de Vitória. Dentre os projetos de pesquisa em desenvolvimento, objetos de convênios técnico/científicos, atualmente no Departamento de Hidráulica e Saneamento, temos REENGE/CAPES, PROSAB/FINEP, PROIN/CAPES, RECOPE/REHIDRO/FINEP, ANP/FINEP, FACITEC/PMV e FUNASA/MS.

As linhas de pesquisa em curso são nas áreas de tratamento de águas residuárias e lodo, gestão de recursos hídricos , recursos atmosféricos e gestão ambiental e têm como apoio os laboratórios de Informática (INFOLAB), de Hidráulica (HIDROLAB) e de Saneamento (LABSAN), onde são realizadas análises físico-químicas e microbiológicas de águas resíduárias, resíduos sólidos e águas.

Dentro do Programa de Pesquisas em Saneamento Básico - PROSAB, os projetos realizados e em andamento, são:

- Associação de reatores UASB e Biofiltro Aerado Submerso para tratamento de esgoto sanitário
- Pós tratamento do efluente de lagoas de estabilização para remoção de algas, nitrogênio e fósforo
- Estimativa de produção e caracterização de lodo e biogas gerados em uma ETE associando em série um reator UASB e Biofiltros Aerados Submersos
- Desidratação de lodos de reatores UASB e BFs através de processos naturais ou mecanizados
- Produção de lodo em lagoas de estabilização não mecanizadas
- Higienização térmica e química de lodos de esgoto
- Utilização agrícola do lodo de ETE anaeróbia como fonte de matéria orgânica e nutrientes no mamoeiro.

:: Resumo do Projeto

O objetivo geral é quantificar e caracterizar a produção de lodos e de biogás gerados em uma ETE com associação em série de um reator UASB e Biofiltros Aerados Submersos (BFs). Os objetivos específicos incluem a avaliação da capacidade de adensamento e digestão de lodo aeróbio no reator UASB e a possível utilização do biogás gerado como alternativa energética para a ETE.

Esta pesquisa está sendo desenvolvida no campus da UFES, em ETE experimental projetada para 1000 habitantes (Q=1,6 l/s), tratando esgoto doméstico proveniente de um bairro adjacente à Universidade (figura1). A ETE é composta por uma estação elevatória, um reator UASB (35 m3 e TDH = 8 h) e 4 biofiltros aerados submersos (12 m3). A proposta é retornar o lodo de lavagem dos biofiltros para adensamento e digestão no UASB, avaliando-se a sua interferência no processo de produção de biogás. Essa pesquisa visa contribuir com dados de produção de lodo e biogás e estabelecer um sistema de gestão eficiente de lodo na configuração UASB + BF.

Resultados obtidos em um ano de monitoramento intensivo mostram que o reator UASB apresenta um bom desempenho no tratamento de esgoto doméstico além de realizar adicionalmente o adensamento e estabilização de lodos aeróbios provenientes dos quatro biofiltros aerados submersos (BFs). Concentrações de sólidos totais da ordem de 5% foram mantidas no leito de lodo, mesmo com aplicações diárias de massas de lodo aeróbio descartado dos BFs, com concentrações médias de 0,4% ST e 80% (SV/ST). As eficiências de remoção de sólidos suspensos e matéria orgânica presentes nos esgotos sanitários situaram-se na faixa de 62% em termos de SST, 66% de DQO, 49% de DQOfiltrada e 70% de DBO5 para o reator UASB e de 84% de SST, 84% de DQO, 73% de DQOfiltrada e 86% de DBO5 para o sistema como um todo.

Considerando uma vazão média de esgoto de 1,0 l/s, a produção de biogás no sistema UASB+BF foi equivalente a 2,5 l biogás/min, para uma remoção média de 31 kg DQO/dia no UASB com TDH de 8 horas (figura 2). Resulta que a produção específica de biogás foi de cerca de 116 l/kg DQOremovida, o que é um valor relativamente baixo quando comparado com o potencial teórico de produção de biogás da ordem de 380 l/kg DQO a 25oC.

Foto 1 - Estação de tratamento de esgoto experimental da UFES.

As etapas a serem desenvolvidas são:

1) Monitoramento da fase líquida através de amostras compostas (DQO, DBO e SST) coletadas na entrada da caixa de areia (esgoto bruto), na saída do UASB e no efluente final. Este monitoramento é feito 2 vezes por semana.

2) Monitoramento da fase sólida através de amostras simples (ST, SV, SF) do lodo coletado em diferentes níveis do reator UASB e lodo aeróbio de lavagem dos biofiltros. Este monitoramento é feito 1 vez por semana.

3) Monitoramento da vazão de esgoto afluente ao sistema, através da leitura da vazão de esgoto na entrada do reator UASB realizada em tempo real (1 leitura a cada minuto) através de um medidor de vazão instalado antes da caixa de areia.

Figura 1 - Curva de vazão de biogás com o tempo.

4) Monitoramento da vazão de biogás gerado no sistema, através da leitura da vazão de gás produzido no reator UASB realizada em tempo real (1 leitura a cada minuto) através de um medidor de vazão de gás instalado na tubulação de coleta de biogás. (figura 2).

5) Teste da atividade metanogênica para avaliar a produção de biogás/metano em lodos contendo substratos definidos e com carga de esgoto bruto (EB) e para avaliar o efeito das diversas combinações de misturas de lodo anaeróbio/aeróbio na produção de ogás/metano e, consequentemente, na eficiência de estabilização de lodos aeróbios da ETE UASB + BFs.