No processo de produção de biogás, o que é TRH?

O que é TRH?

Entendendo o parâmetro TRH em Processos Anaeróbios: Uma Perspectiva Abrangente

 

O que é Tempo de Retenção Hidráulica (TRH)?

O Tempo de Retenção Hidráulica (TRH) é um parâmetro crucial em processos anaeróbios, especialmente em sistemas de biodigestão. Ele representa o tempo médio que a matéria orgânica permanece dentro do reator, sendo exposta às condições ideais para ser degradada por micro-organismos anaeróbios, resultando na produção de biogás.

Qual é a fórmula para calcular o TRH?

O Tempo de Retenção Hidráulica (TRH) em um reator anaeróbio pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

TRH = V / Q

Onde:

• • TRH é o Tempo de Retenção Hidráulica (em dias)
  • V é o volume do reator (em metros cúbicos, m³)
  • Q é a vazão de entrada de substrato orgânico (em metros cúbicos por dia, m³/dia)

Essa fórmula simplesmente divide o volume do reator pela vazão de entrada de substrato orgânico para determinar quanto tempo, em média, o substrato permanece dentro do reator antes de ser descarregado. Esse tempo é crucial para a eficácia do processo anaeróbio, pois afeta diretamente a quantidade de substrato disponível para os micro-organismos e, portanto, a produção de biogáss

Qual é a importância do TRH nos projetos de biogás?

O TRH é vital para o processo anaeróbio por várias razões:

• • Eficiência de Degradabilidade: Um TRH adequado garante que a matéria orgânica seja decomposta eficientemente pelos micro-organismos, maximizando a produção de biogás e minimizando a quantidade de resíduos orgânicos não digeridos.
  • Estabilidade do Processo: Um TRH bem ajustado contribui para a estabilidade do processo anaeróbio, reduzindo o risco de falhas operacionais, como acidificação do reator ou a formação de espuma.
  • Dimensionamento do Reator: O TRH influencia diretamente o dimensionamento dos reatores anaeróbios. Um TRH mais longo pode exigir reatores maiores para acomodar a mesma carga orgânica, enquanto um TRH mais curto pode permitir reatores menores.

Qual é o impacto na operação & manutenção (O&M) do reator?

O TRH afeta significativamente a operação e a eficiência da biodegradação da matéria orgânica, bem como a produção de biogás. Abaixo destacamos alguns pontos sensíveis a esse parâmetro:

• • Eficiência da Biodegradação: Um TRH muito curto pode resultar em uma degradação incompleta da matéria orgânica, reduzindo a produção de biogás e aumentando a necessidade de tratamento adicional do efluente.
  • Produção de Biogás: Um TRH otimizado aumenta a produção de biogás, que pode ser utilizado como fonte de energia renovável.
  • Manutenção: O TRH influencia a frequência e a intensidade das atividades de manutenção, como a remoção de sedimentos e a limpeza do reator.

Qual é a importância da Modelagem Matemática, Simulação Computacional e Ensaios Experimentais na identificação e ajuste do TRH adequado para cada reator?

A modelagem matemática, simulação computacional e ensaios experimentais desempenham um papel fundamental na identificação do TRH ideal para um sistema anaeróbio específico. Essas ferramentas permitem aos engenheiros e operadores testar diferentes cenários de TRH, otimizando o processo e encontrando a melhor relação custo-benefício entre o projeto do reator e sua operação/manutenção. Ao combinar dados experimentais com simulações computacionais, é possível prever com precisão o desempenho do sistema sob diferentes condições operacionais, garantindo assim uma operação eficiente e econômica do reator anaeróbio.

Referências Bibliográficas consultadas

• CHERNICHARO, CA de L. et al. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias: reatores anaeróbios. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, v. 5, p. 379, 2007.
• KUNZ, Airton; STEINMETZ, Ricardo Luis Radis; DO AMARAL, André Cestonaro. Fundamentos da digestão anaeróbia, purificação do biogás, uso e tratamento do digestato. 2. ed. Concórdia: Sbera: Embrapa Suínos e Aves, 2022. Páginas: 214 p. ISBN: 978-65-88155-02-8
• LIMA, H. Q. Avaliação dos modelos Hashimoto e AMS-III.D para produção de metano com dejetos de suínos. 2011. 99 f. Dissertação (Mestrado) – Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Santo André – SP, 2011.

O que achou dessa pauta? Fique a vontade, contribua e deixe o seu comentário. 

Até breve!

Série de posts “Grânulos do Saber”

O que são grânulos?

Sobre processos anaeróbios, em algumas condições há a formação de estruturas constituídas por micro-organismos anaeróbios, os grânulos anaeróbios.

Essas estruturas (aglomerados de diferentes micro-organismos) possibilitam de forma mais eficiente a transferência de nutrientes e favorecem a sobrevivência da comunidade microbiana.

Esses aglomerados de micro-organismos densamente agrupados contribuem para aceleração do processo de digestão anaeróbia, principalmente em lodos de reatores UASB.

Figura 1 -  Frascos reatores para cultivo de lodo granular anaeróbio.

Os grânulos anaeróbios são esferas muito pequenas e possuem uma vasta comunidade de seres vivos. Atuam na decomposição da matéria orgânica e possibilitam reciclagem de nutrientes.

Figura 2 - Frascos reatores com mistura de grânulos anaeróbios (pontos pretos) e substratos (conteúdo mais claro).

Seguindo o conceito sobre “pequenas pérolas com conteúdo adensado” o Portal Energia e Biogás publica uma série de posts “Grânulos do Saber” -  pequenos posts para contribuir com disseminação de informações sobre processo de produção de biogás.

Acompanhe sempre o nosso conteúdo específico sobre a ciência por trás do processo anaeróbio e produção de biogás.

Em breve novos posts “Grânulos do Saber”.
Até logo!

Para explorar outros conceitos, acesse o nosso Glossário.

Acesse também Biogás no Brasil.

Obrigado e boa leitura!

Confira outras matérias do Portal Energia e Biogás, acesse:

• Biogás, Biometano
• Digestão Anaeróbia
• Biodigestor - Reator anaeróbio
• Substratos - a matéria-prima para produção de biogás
• O que é Sulfetogênese?