Digestão anaeróbia de efluentes da indústria de alimentos

Abstract

Resumo: Biodigestores tipo semi-contínuo e tipo filtro anaeróbio de fluxo ascendente foram usados para estudo de tratamento de efluentes líquidos de indústrias de laticínios e biscoitos. Um efluente sintético (5 g.L-1 de leite em pó) foi proposto para simular o efluente de uma indústria laticínio da região de Ponta Grossa em relação a demanda química de oxigênio, teor de sólidos, pH e alcalinidade. As condições recomendadas de teor de sólidos totais a serem usadas em reator na partida de um reator semi-contínuo foram determinadas para uso de esterco bovino como fonte microbiana. O tempo de início de produção de biogás (13º dia) e potencial metanogênico (260 NmL-1 CH4.g SV-1) foram estabelecidos para teor de sólidos de 7,5%. Um reator do tipo filtro anaeróbio de fluxo ascendente com 12,22 L, sendo 8,41 L de volume de líquido inoculado com lodo ativo de estação de tratamento de esgoto sobre anéis de Pall, foi usado para determinar o tempo de retenção hidráulica (TRH) e o teor de suplementação de alcalinidade recomendados; sendo estabelecido TRH = 1 dia e 3 g.L-1 de NaHCO3. A redução da DQO foi de 56,6% e a produção foi de 1,5 NmLbiogás.mLreator. O método de tratamento foi validado com o uso de três efluentes: soro de queijo em pó; efluente de processamento de queijo; e efluente de processamento de bolachas e chocolate. Eles apresentaram desempenho semelhante quanto à produção de biogás e a redução da carga orgânica. Dois biodigestores foram dimensionados a partir de dados da literatura e da norma brasileira NBR 13969:1997 para atender a um pequeno laticínio com capacidade 2000 kg queijo.dia-1. A remoção do H2S do biogás em coluna lavadora de gases operando com água para redução inferior a 10 ppm de H2S também foi estudada em simulador. Uma coluna com dimensões reduzidas, 0,202 m de diâmetro e 0,94 m de largura e recheada com selas de Berl de 0,5 pol, consumiria 2,117 m3.h-1 de água de lavagem, apresenta um bom potencial econômico desde que se use água de reuso da indústria.

Abstract: Biodigesters type semi-continuous and upflow anaerobic filter had been used to study the treatment of wastewater from dairies and cookies industry. A synthetic effluent (5 gL-1 of milk powder) had been proposed to simulate the effluent of a dairy industry on the region of Ponta Grossa according to chemical oxygen demand, solids, pH and alkalinity. The recommended conditions of total solids to be used at the startup of a semi-continuous reactor had been determinate. The startup time for biogas production (13 days) and methanogenic potential (-260 NmL CH4.g SV-1) were established for solids content of 7.5%. One upflow anaerobic filter reactor with 12.22 L and 8.41 L of liquid volume inoculated with activated sludge from sewage treatment plant on Pall rings, was used to determine the hydraulic retention time (HRT) and alkalinity supplementation recommended; being established as HRT = 1 day and 3 gL-1 of NaHCO3. The reduction of COD was 56.6% and the biogas yield was 1.5 NmLbiogás.mLreator-1. The treatment method was validated with the use of three effluents: cheese whey powder, cheese processing wastewater, cookies and chocolate processing wastewater. They showed similar performance as reduction of the organic load. Two digesters were scaled according to the literature and to the NBR13969:1997 to cater to a small dairy plant with capacity 2000 kg cheese.day-1. The H2S removal from the biogas had been performed in a virtual gas scrubber column with water as absorbent to decrease H2S below 10 ppm. The column presented reduced dimensions 0.202 m diameter and 0.94 m wide when packed with Berl saddles 0.5 inch, consuming 2.117 m3.h-1 of water. The unitary operation has a good economic potential when using recycled water.