O que é um reator UASB e como revolucionou o tratamento de efluentes?

O que são reatores UASB e como revolucionaram o tratamento de efluentes?

UASB, Uma Revolução no Tratamento de Efluentes e Produção de Biogás.

O que é um reator UASB?

Você sabia que o reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) é uma tecnologia avançada usada para o tratamento eficiente de efluentes?

Este tipo de reator, operando com fluxo ascendente, é projetado para converter matéria orgânica enquanto separa gases, sólidos e líquidos.

Em termos simples, o UASB atua como o primeiro estágio na estabilização da matéria orgânica em processos de tratamento de esgoto sanitário, efluentes industriais e agroindustriais. Após esse estágio, é comum que haja uma etapa de pós-tratamento do digestato para garantir a eficácia final.

Os principais parâmetros que influenciam o desempenho desses reatores incluem o controle do tempo de detenção hidráulica (TRH) e de sólidos (Sólidos Totais, Fixos e Voláteis), as cargas volumétricas orgânicas (COV) e hidráulicas, e a velocidade ascensional.

Como funciona o reator UASB?

O reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) é uma tecnologia incrível usada para tratar efluentes de forma eficiente. Vamos explorar como funciona esse tecnologia:

1. Fluxo Ascendente: O efluente a ser tratado é introduzido no reator UASB através de um fluxo ascendente. Ele percorre uma camada inicial de sólidos densos, formando um leito de lodo, composto por partículas granuladas ou floculentas com alta capacidade de sedimentação.
2. Manta de Lodo e Degradação Anaeróbia: Em seguida, o efluente passa por uma região conhecida como manta de lodo, onde o lodo é mais disperso e menos denso. É aqui que ocorre a degradação da matéria orgânica por processos anaeróbios, resultando na produção de biogás.
3. Mistura e Geração de Gás: A mistura no reator é facilitada pelo fluxo ascendente, que também transporta bolhas de gás geradas pela decomposição da matéria orgânica. Esse processo dinâmico mantém o tratamento eficiente ao longo do reator.
4. Separação de Fases: Posteriormente, o biogás e o líquido seguem em direção a um separador de fases. Esse componente, localizado acima da zona de digestão anaeróbia, garante condições ideais para a sedimentação das partículas sólidas carregadas pelo biogás. Essas partículas retornam à câmara de digestão, evitando que sejam arrastadas para fora do sistema.

A origem e evolução da tecnologia UASB

É impossível falar da tecnologia UASB sem conhecer a sua importância estratégica para saneamento. Confira a seguir alguns pontos sobre a revolução silenciosa de Gatze Lettinga na produção de biogás e tratamento de efluentes.

Um nome, uma revolução: Gatze Lettinga, o engenheiro químico holandês que dedicou sua vida a revolucionar a forma como tratamos efluentes e geramos energia renovável. Sua principal obra? Os reatores UASB (que possuem como característica o fluxo ascendente do afluente por uma manta de lodo até um separador trifásico no topo do reator), uma tecnologia inovadora que impacta diretamente a vida de milhões de pessoas em todo o mundo.

Mas qual foi a grande contribuição de Lettinga?

• Pioneirismo: Nos anos 1970, ele foi o primeiro a desenvolver e demonstrar a viabilidade dos reatores UASB, abrindo caminho para uma nova era no tratamento de efluentes.
• Eficiência inigualável: Os reatores UASB são campeões em remover matéria orgânica e produzir biogás, um combustível renovável e valioso, aplicados em efleutes com baixa carga orgânica.
• Simplicidade e robustez: Operação descomplicada e baixo custo de manutenção, tornando a tecnologia acessível a diferentes comunidades.
• Versatilidade: Eficaz no tratamento de diversos tipos de efluentes, desde domésticos até industriais, abrindo um leque de aplicações.

As inovações de Lettinga:

• Leito fluidizado: Um sistema genial que permite alta eficiência na remoção de DQO e produção de biogás.
• Grãos de lodo como biofilme: Aumentou a superfície específica para ação das bactérias anaeróbias, otimizando o processo.
• Reator UASB compacto e eficiente: Reduzindo o espaço necessário para o tratamento de efluentes.

Impacto global:

• Sustentabilidade: Promove a valorização de resíduos e a geração de energia renovável, combatendo as mudanças climáticas.
• Saúde pública: Melhora a qualidade da água e reduz riscos à saúde, impactando diretamente na qualidade de vida das comunidades.
• Economia: Reduz custos de tratamento de efluentes e gera renda com a venda de biogás, impulsionando o desenvolvimento local.

Homenagem ao legado de Lettinga:

• Pioneiro visionário: Sua paixão pela ciência e compromisso com a sustentabilidade inspiraram gerações de profissionais.
• Transformador do mundo: Sua obra contribui para um futuro mais verde e sustentável para todos.

Considerações Finais

Há inúmeros reatores UASB operados por companhias de saneamento no Brasil, com foco principal no tratamento de efluentes. No entanto, estamos testemunhando uma mudança significativa: essas companhias agora estão explorando o potencial de recuperação do biogás gerado pelos reatores para uso energético.

O reator UASB revolucionou não apenas trata efluentes de forma eficaz, mas também produz biogás como um produto valioso. Esta tecnologia desempenha um papel essencial na promoção de práticas sustentáveis no tratamento de resíduos, contribuindo para a economia circular e a redução do impacto ambiental. Ao valorizar o biogás como uma fonte de energia renovável, as companhias de saneamento estão dando um passo importante em direção a um futuro mais sustentável e energicamente eficiente. 

Se você está interessado em tecnologias sustentáveis ​​e eficientes como essa, o UASB oferece uma solução ambientalmente amigável para o tratamento de resíduos. Vamos explorar mais sobre essas inovações e seu potencial de impacto positivo!

Para saber mais sobre os reatores UASB e sobre a história do seu desenvolvimento, acesse:

• IWA - Up Flow - Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB)
• ScienceDirect - Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (1)
• ScienceDirect - Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (2)
• LETTINGA, Gatze et al. Feasibility of the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) process for the treatment of low-strength wastes. In: Proceedings of the 35th industrial waste conference, May 13-15 1980, at Purdue University, Lafayette, Indiana, USA. School of Civil Engineering, Purdue Univ., 1980. p. 625-634.
• 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.

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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.

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.

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.

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