case study
vantagens económicas na aplicação do BioCat em ETARs A digestão anaeróbia compreende uma série de processos biológicos nos quais a matéria biodegradável é decomposta na ausência de oxigénio. Neste processo ocorre produção de um gás combustível – biogás – cujo principal componente é o metano, e que pode ser diretamente usado na produção de eletricidade e/ou calor. Teresa Rodrigues – Sócia da EcoUP, Lda. teresa.rodrigues@ecoup.pt Luís Pitorro Soares – Sócio-Gerente da EcoUP, Lda. luis.pitorro@ecoup.pt
Ao passar por um processo de remoção de CO2 e desulfurização, o biogás bruto transforma-se num gás com caraterísticas próximas ao gás natural, o biometano, e que lhe permitem a utilização como combustível veicular ou ser injetado na rede de gás natural, uma realidade já em alguns países europeus. Outras vantagens associadas à digestão anaeróbia incluem a produção de um subproduto com elevado poder fertilizante a partir de matéria biodegradável, proveniente de explorações agropecuárias e indústria alimentar, resíduos domésticos, entre outros. A maioria dos digestores anaeróbios existentes em Portugal estão integrados em sistemas de tratamento de águas residuais ou de resíduos sólidos urbanos. Esta integração permite reduzir os custos de operação pelo facto do biogás poder ser valorizado. Contudo, a complexidade biológica do processo de digestão, a variabilidade na composição e na alimentação de matéria a estes sistemas e a elevada frequência de problemas operacionais nas ETARs, dificultam a manutenção da estabilidade e eficiência do processo. Em setembro de 2013, a EcoUP, Lda. iniciou um projeto-piloto na ETAR municipal de Espinho – Águas do Centro Litoral, gerida pela Luságua S.A., cujo objetivo consistiu na avaliação dos benefícios da suplementação contínua do sistema de digestão anaeróbica de lamas com microrganismos e catalisadores biológicos. Para o efeito utilizou-se uma mistura proprietária – BioCat – extraída de fontes naturais contendo microrganismos do domínio Archaea, micro-nutrientes e co-fatores, entre outros componentes. A forma ativa do Biocat é preparada num tanque fermentador (Figura 1) com temperatura controlada, e alimentada continuamente ao digestor anaeróbio de 2668 m3. 56
Figura 1 Fermentador para preparação da forma ativa do BioCat.
A performance do sistema foi seguida entre setembro de 2013 até novembro de 2017 e comparada com dados retrospetivos, em termos de produção de biogás e eletricidade (Figuras 2, 3 e 4). Desde o início da suplementação com BioCat em setembro de 2013, o novo microbioma demorou cerca de 3-4 meses a estabelecer-se no sistema de digestão e a promover o aumento de produção de biogás (Figura 2). Em janeiro e fevereiro de 2014, a ETAR sofreu problemas operacionais devido a uma inundação e o projeto-piloto foi suspenso por um período
de 8 meses. Neste período é notória a diminuição da produção de biogás até dezembro de 2014, momento em que se re-iniciou o projeto (Figura 2). Desde o início de 2015 a unidade de produção de biogás bateu recordes de produção de biogás e eletricidade. Em 2015 a produção de biogás aumentou 42% face a anos anteriores, passando de uma produção de eletricidade média de 700 MWh/ano a mais de 1000 MWh/ ano. A tendência de aumento de produção prosseguiu até ao final de 2017 (Figura 2), ano em que a instalação registou recordes de produção mensal de eletricidade, entre 120 e 125 MWh/ mês, coincidentes com o período de verão. Por se localizar numa zona de veraneio, a eficiência do sistema de digestão desta ETAR ressente-se pelo facto da carga ser muito variável ao longo do ano, para além dos problemas operacionais que por vezes afetaram o processo de digestão ou a produção de eletricidade. Depois do início da suplementação com BioCat, a eficiência média do sistema aumentou cerca de 25% e permitiu uma melhor resposta do sistema a variações de carga. Foi também possível reduzir o tempo de ciclo médio do processo de digestão de 30 dias para 22 dias, sem afetar a eficiência do sistema. Em resumo, a utilização de BioCat teve um impacto significativo na performance do sistema de digestão anaeróbia demonstrando as seguintes vantagens: • aumento significativo da produção de biogás e produção de eletricidade, permitindo receitas extraordinárias de eletricidade acima dos 42% por ano; • maior estabilidade do sistema de digestão e melhor resposta a variações de carga e a paragens;