Aproveitamento energético do biogás gerado no tratamento de esgotos sanitários : estudo de caso da ETE Brasília Sul com enfoque na digestão anaeróbia dos lodos gerados

Abstract

O crescimento urbano acarreta no aumento da produção de esgoto, consequentemente do lodo oriundo de seu tratamento e dessa forma aumenta também a necessidade de tratamento e correto gerenciamento desse. A utilização de tratamento anaeróbio com foco na redução de volume do lodo e na cogeração de energia térmica e elétrica através da queima do metano gerado é um processo em crescente implementação, mas ainda pouco utilizado. Nesse contexto, o objetivo geral desse trabalho foi a análise do potencial energético da ETE Brasília Sul com base na produção de metano gerado na digestão anaeróbia dos lodos. O direcionamento do trabalho foi pautado nos objetivos específicos de i) Analisar o potencial de produção de biogás e Metano na ETE Brasília Sul; ii) Analisar a viabilidade da instalação de um sistema de aproveitamento energético e purificação do biogás iii) Estimar o balanço energético da ETE com sistema de aproveitamento do biogás; iv) Estimar o prazo de retorno do investimento com base nas economias produzidas, custos de implantação e manutenção, oriundos do sistema de aproveitamento energético. Os resultados mostraram que potencial de produção de biogás é considerável, avaliado em uma vazão média de 3.864 m³/dia no período de janeiro de 2019 a abril de 2019. A produção energética bruta média nesse período foi avaliada em 1046,5 kWh e o seu aproveitamento na cogeração foi proposto através de um motor de combustão interna e na secagem térmica do lodo, considerando ainda a purificação do biogás para adequação aos requisitos do motor. Assim o sistema de aproveitamento energético apresentou uma produção elétrica média de 361 kWh e térmica de 429 kWh, representando uma economia anual com energia elétrica na faixa de 16,69% do consumo da ETE Brasília Sul. Por fim, ao avaliar os ganhos econômicos gerados pelo sistema com os seus respectivos custos de operação, manutenção e implementação, o Prazo de Retorno do Investimento foi avaliado entre 7,0 e 9,6 anos, o Valor Presente Líquido do investimento se mostrou favorável para um prazo superior a 9,33 anos com a faixa de ganhos máxima e 14,92 anos com a faixa mínima. Foi apresentada também a possibilidade de lucro no valor entre R$9.302,60 a R$32.468,18 no prazo de 17,5 nos moldes utilizados pela SABESP na construção da ETE São Lourenço.