O reator EGSB (Expanded Granular Sludge Bed reator) é uma tecnologia avançada para o tratamento anaeróbio de águas residuais e pertence à família das centrais de biogás de elevado desempenho. Desenvolvido para tratar águas residuais com uma elevada carga orgânica, o reator EGSB utiliza uma combinação de grânulos de lamas anaeróbias e elevados caudais de água para decompor eficazmente as substâncias orgânicas e convertê-las em biogás (principalmente metano e CO₂).
Índice
Princípios técnicos do reator EGSB
O reator EGSB baseia-se no princípio da degradação anaeróbia e é um desenvolvimento do reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). No reator EGSB, o caudal da água residual é aumentado, fazendo com que o granulado de lamas seja distribuído numa camada expandida e solta. O aumento da superfície de contacto entre a matéria orgânica e os microrganismos anaeróbios resulta num tratamento mais eficiente das águas residuais e na produção de biogás.
Estrutura de um reator EGSB
Um reator EGSB típico é constituído por
Sistema de escoamento e distribuição:
- As águas residuais são introduzidas no fundo do reator e distribuídas uniformemente para garantir um fluxo ótimo através das lamas anaeróbias.
Almofada de lama granular:
- O reator contém lamas anaeróbias granuladas com uma elevada densidade microbiana. Os microrganismos decompõem os componentes orgânicos das águas residuais e convertem-nos em biogás.
Zona de expansão:
- Devido ao elevado caudal e à ligeira agitação das lamas, forma-se uma camada de lamas soltas, que difere da camada sólida no reator UASB e assegura um contacto eficiente com as águas residuais.
Separador trifásico:
- O reator EGSB está equipado com um separador trifásico que separa o biogás, a água tratada e as lamas. O biogás é utilizado para gerar energia, a água purificada sai do reator e as lamas são retidas no reator para assegurar uma atividade biológica contínua.
Saída de biogás:
- O biogás resultante é descarregado através de um tubo especial e pode ser utilizado para energia ou armazenado.
Como funciona o reator EGSB
No reator EGSB, as águas residuais fluem a uma velocidade elevada, de baixo para cima, através da almofada de lamas granuladas. Os microorganismos presentes nas lamas decompõem as substâncias orgânicas contidas nas águas residuais na ausência de oxigénio. Esta decomposição anaeróbica produz metano, que está contido no biogás. O aumento do caudal melhora a troca de substâncias entre as águas residuais e os microorganismos, resultando numa redução mais rápida e eficiente da carga orgânica. O processo é tão eficiente que se consegue uma purificação efectiva mesmo com cargas elevadas de águas residuais.
Foto: Representação esquemática do reator ALMA BHU BIO EGSB
Vantagens técnicas do reator EGSB
Elevado desempenho de degradação:
- A elevada velocidade de fluxo e a camada de lamas expandida resultam num melhor tempo de contacto e desempenho de degradação, o que torna o reator EGSB particularmente eficiente.
Design compacto:
- Uma vez que a elevada capacidade de carga do reator EGSB permite um design compacto, este é particularmente económico em termos de espaço e é adequado para indústrias com espaço limitado.
Elevada produção de biogás:
- O sistema produz biogás, que pode ser utilizado como fonte de energia renovável e ajuda a cobrir as necessidades do próprio sistema. Isto reduz os custos de funcionamento e aumenta a eficiência energética de todo o sistema.
Robustez em condições variáveis de águas residuais:
- Os reactores EGSB são adaptáveis e podem ser operados de forma estável mesmo com cargas orgânicas e temperaturas variáveis. Isto torna-os particularmente adequados para várias águas residuais industriais, por exemplo, das indústrias alimentar, de bebidas e de papel.
Domínios de aplicação do reator EGSB
O reator EGSB é particularmente adequado para o tratamento de águas residuais industriais com uma elevada carga orgânica, pelo que é frequentemente utilizado nas seguintes indústrias
Indústria alimentar e das bebidas:
- As águas residuais da produção de alimentos e bebidas contêm elevadas concentrações de substâncias orgânicas, tais como açúcar e gorduras. O reator EGSB é ideal para decompor estas substâncias e convertê-las em biogás.
Indústria do papel e da pasta de papel:
- A indústria do papel produz águas residuais com uma elevada concentração de substâncias orgânicas dissolvidas. O reator EGSB pode tratar estas substâncias de forma eficiente e assegura um tratamento fiável das águas residuais e a produção de biogás.
Transformação do soro de leite e fábricas de lacticínios:
- As águas residuais das fábricas de lacticínios são ricas em substâncias orgânicas e podem ser tratadas eficientemente utilizando reactores EGSB. A tecnologia oferece uma solução económica e ecológica para o tratamento de águas residuais e para a produção de energia.
Indústria farmacêutica e indústria química:
- As águas residuais industriais com compostos orgânicos complexos e cargas orgânicas elevadas podem ser degradadas com sucesso com o reator EGSB. A tecnologia oferece um desempenho estável e reduz a necessidade de um pós-tratamento intensivo em energia.
Desafios e manutenção do reator EGSB
Gestão das lamas: O funcionamento do reator EGSB exige uma monitorização regular da densidade das lamas, a fim de manter um desempenho de degradação ótimo. Uma carga de lamas demasiado elevada pode levar a bloqueios.
Bioincrustação e depósitos: Altas concentrações de substâncias orgânicas e inorgânicas podem levar à formação de depósitos no reator. É necessária uma manutenção regular para garantir a eficiência da degradação.
Controlo da temperatura: O processo de degradação anaeróbia depende da temperatura. Para garantir um desempenho constante, a temperatura do reator deve ser mantida dentro de um intervalo ótimo, o que pode ser um desafio, especialmente a temperaturas ambiente mais baixas.
Reator EGSB comparado com outros reactores anaeróbios
Em comparação com os reactores tradicionais, como o UASB o EGSB oferece maior desempenho e resistência devido à sua alta velocidade de fluxo e camada de lodo expandida. Em comparação com um reator anaeróbio convencional, o reator EGSB pode decompor partículas mais pequenas e substâncias orgânicas dissolvidas de forma mais eficaz, tornando-o uma solução ideal para águas residuais industriais altamente poluídas.
Conclusão
O reator EGSB é uma solução eficiente e de última geração para o tratamento anaeróbio de águas residuais. O seu design compacto, a elevada capacidade de degradação e a capacidade de produzir biogás tornam-no particularmente adequado para indústrias com águas residuais organicamente contaminadas. Ao integrar os reactores EGSB, as empresas podem não só melhorar o tratamento das suas águas residuais, mas também reduzir os custos através da produção de biogás e operar de forma mais sustentável. No tratamento de águas residuais, o reator EGSB oferece uma combinação óptima de eficiência, compacidade e produção económica de energia.
