Tratamento de esgoto no Brasil: O aproveitamento do biogás
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Postado em: 01/08/2018

Última modificação: 12/06/2019

Tempo de leitura: 11 minutos

Já contamos aqui como funciona o tratamento de esgoto no Brasil. E que tal saber quais as tecnologias que estão surgindo no setor? Vem com a gente que contamos tudo!

Nesse artigo você vai ver:

  • Tratamento de esgoto no Brasil
  • Pré-tratamento e tratamento primário
  • Tratamento secundário
    • Mas afinal, o que é Biogás?
    • Aproveitamento do biogás
    • O uso do Biogás no Brasil
  • Tratamento terciário
  • Aspectos econômicos do tratamento de esgoto

Tratamento de esgoto no Brasil

Nós temos um texto aqui no blog que explica todas as etapas do tratamento de efluentes no Brasil. Mas, que tal relembrarmos?

Ante de tudo deve-se lembrar que as civilizações ao longo dos anos, evoluíram compreendendo  as necessidades sanitárias exigidas. Tanto o tratamento de esgoto quanto da água, já é uma premissa de desenvolvimento compreendida desde a Roma Antiga.

Aqui no Brasil, tudo começa quando Estácio de Sá resolve cavar o primeiro poço para abastecimento da cidade do Rio. O tempo foi passando, o governo chegou a entregar o saneamento brasileiro nas mãos estrangeiras que, ao que parece, não deram conta do recado. As cidades do Rio de Janeiro e Porto Alegre se tornaram pioneiras a nível mundial em tratamento de água.

ETE Sanesul - Tratamento de esgoto no Brasil

Estação de Tratamento de Esgoto – Três Lagoas – MS

Mas como nem tudo são flores, o investimento em infraestrutura congelou, o avanço em esgoto, por exemplo, segue a marca de um por cento ao ano. Mais da metade dos brasileiros não possuem coleta de esgoto.

E o pior é que se tratando de economia e minimizar gastos, os custos com a saúde nos locais sem acesso a água potável e coleta de esgoto são exorbitantes. Necessário é uma atenção especial do governo e da população, alerta a ABDIB – Associação Brasileira da Infraestrutura e Indústrias de Base.

Mesmo em meio a esse cenário, o setor de saneamento não desiste, e resiste numa postura de aplicar inovações e buscar soluções. Entre estas soluções específicas para o tratamento de esgoto no país.

Para efeito prático, em uma Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) convencional, temos as seguintes etapas:

  • Pré-tratamento
  • Tratamento primário
  • Tratamento secundário
  • Tratamento do lodo
  • Tratamento terciário

Pré-tratamento e tratamento primário

O pré-tratamento consiste na separação dos sólidos, geralmente feito pelos processos de gradeamento e a desarenação.

O tratamento primário constitui-se de processos físico-químicos que buscam remover os sólidos em suspensão, sedimentáveis, materiais flutuantes e matéria orgânica. Essa é uma etapa importante, pois é quando inicia a alteração das propriedades poluidoras dos efluentes.

Tratamento secundário

Tratamento de esgoto no Brasil

O tratamento secundário tem elevada importância devido sua possível utilização. Portanto vamos citar as duas das formas possíveis: Anaeróbica e Aeróbica.

O processo aeróbio consiste em algumas unidades principais: tanque de aeração, sistema de aeração, tanque de decantação e recirculação de lodo. O tanque nesse processo pode ser chamado de reator biológico, que após o processo bem próximo da decantação segue para remoção biológica de nutrientes.

A eficiência do sistema é alta, permitindo resultados de até 95% , ficando de acordo com a legislação. A parte ruim é o fato de consumir muita energia, demandar grande espaço físico e não aproveitar os gases resultantes do processo. Pode ser utilizado por efluentes domésticos ou industriais.

Já o processo anaeróbio trata mais compostos orgânicos e em maior volume, produzindo menos biomassa, segundo Metcalf e Eddy

Basicamente, o líquido passa pelo RALF (Reator Anaeróbio de Manto de Lodo e Fluxo Ascendente) onde ocorre a digestão anaeróbia pelas bactérias ali presentes, enquanto que o lodo digerido vai para secagem.

Ainda deve-se destacar um balanço energético favorável, pela utilização dos gases produzidos no processo. Fora a possibilidade de produzir energia, os custos com a disposição do lodo são reduzidos por causa da redução de volume.

Considerando este segundo processo temos uma importante fonte de energia, visto que o esgoto iria ser dispensado ou gastaríamos energia para fazer o tratamento deste.

Mas afinal, o que é Biogás?

Para entender como funciona a produção do biogás, temos que saber a formação da biomassa.

Biomassa é o resíduo orgânico dos restos de comida, frutas e vegetais, resíduos industriais de origem animal e vegetal e esterco animal.

O principal objetivo aqui é o tratamento do efluente, eliminando rejeitos humanos e industriais sem risco a saúde ou ao meio ambiente. E claro, nesse processo cooperamos com a preservação das águas, dispensando o esgoto com o tratamento adequado.

A biomassa sofre reações de decomposição o que gera gases, principalmente dióxido de carbono e metano. Sendo assim, o modo de funcionamento é bem simples, a biomassa é decomposta de maneira controlada gerando o biogás. Por sua vez o biogás é usado para produção de energia.

Um dos principais objetivos é retro abastecimento energético de companhias de saneamento ou redução de custos no setor agropecuário e agroindustrial. Além da contribuição com o meio ambiente através da redução do efeito estufa.

Segundo André Luiz Zanette, engenheiro no Departamento de Energia Elétrica no BNDES, nos últimos anos, algumas estratégias foram adotadas e prometem contribuir para o desenvolvimento do setor.

Aproveitamento do biogás

Biogás tratamento de esgoto no Brasil

Fica claro o aproveitamento de uma matéria que antes não teria finalidade. E não é só isso, ainda existem outros alcances do biogás.

Um dos usos diretos do lodo é como adubo, mas isso só é possível pelo aproveitamento do biogás gerado. O gás serve pra queima e higienização do lodo, a fim de eliminar os riscos sanitários.

A cogeração de energia através do biogás com o uso de micro turbinas pode gerar de 25 a 100kW. Essa eficiência energética é a mesma de motores pequenos com injeção por centelha com baixas emissões, fora a recuperação de vapor de baixa pressão. Seja para aplicação industrial ou outras, os custos de manutenção são baixos e as especificações do sistema podem ser comparadas a outros de cogeração.

Não faltam aplicações para o biogás! Uma delas é o GNV – Gás Natural Veicular. O gás tem baixo impacto no meio ambiente se comparado a gasolina, que permite perfeita utilização em centros urbanos.

O GNV tem uso inteligente devido a baixa emissão de poluentes, baixo custo-benefício  principalmente a longo prazo, conversão dos veículos facilitada, menor taxa de desgaste do motor, queima completa devido a natureza gasosa e ainda menor corrosão por não formar compostos de enxofre.

O gás natural pode ser usado para cozinha, vindo como gás encanado, produto que já é usado no país. O chamado GN tem uma composição de 90% metano, não tem oscilações e é fornecido de maneira constante.

O uso do Biogás no Brasil

Já existem no Brasil projetos que estudam a produção de biogás, desenvolvidos por exemplo pela Aneel. Nos projetos são apresentadas parcerias entre concessionárias, universidades, centro de pesquisas e organizações que desejam o aproveitamento energético, através do tratamento de resíduos e efluentes.

Projeto Biogás Copel

Projeto Biogás Copel no Paraná

Temos outros projetos como o da Copel, destinado a geração de energia com resíduos da suinocultura e avicultura. Com a participação da CIBiogás no planejamento, foi possível usar a energia gerada para prédios e iluminação públicos.

A CIBiogás é uma instituição científica localizada no Parque Tecnológico Itaipu de forma que os produtores eram remunerados mediante a coleta do gás gerado em suas propriedades.

Já a Sanepar iniciou um projeto para produção de energia com o uso de lodo de esgoto e resíduos sólidos. O projeto nesse formato é inédito no país, com participação do grupo Cattalini Bio Energia. Em fevereiro de 2018 receberam licença de operação do Instituto Ambiental do Paraná e a ideia é estimular outros estados a fazer o mesmo.

No processo é feita a separação dos materiais utilizáveis e o resíduo sólido enviado ao tanque de biodigestão. Do outro lado é recebido o lodo no tanque que, pela alta concentração de bactérias, produz um gás com grande participação de metano.

Um outro bom exemplo é o projeto desenvolvido pelo governo brasileiro em parceria com a GIZ, empresa federal alemã especialista em projetos de saneamento em vários lugares do mundo. O projeto nomeado Probiogás induz a expansão do uso de biogás mantendo três objetivos principais:

  • Atuar na melhoria das condições regulatórias
  • Aproximar instituições de ensino e pesquisa e
  • Fomentar a indústria nacional de biogás

Através dessas ações busca-se uma maior autonomia, tendo em vista que a geração de energia pode superar o uso destinado e integrar a rede de distribuição das companhias.

Tratamento terciário

Até onde foi realizado o tratamento secundário, o efluente já pode ser descartado nos recursos hídricos. Mas se desejado pode ser efetuado o tratamento terciário, passando por tecnologias de transferência de fase ou destrutivas.

Os poluentes que são removidos nessa fase podem ser matéria orgânica, compostos não biodegradáveis, nutrientes, metais pesados entre outros. Vamos elencar a seguir algumas formas de tratamento terciário que são utilizadas atualmente.

Alguns processos são a microfiltração, osmose reversa e ultrafiltração. Estes funcionam como uma peneira para limpar o efluente. A diferença entre os processos pode ser pela pressão aplicada e, consequentemente, o tamanho da molécula a ser retida.

Filtração do esgoto

Ilustração dos filtros usados no esgoto

O líquido é forçado a passar por membranas com poros minúsculos que retém as partes sólidas. O processo de osmose reversa também é usado na dessalinização da água.

Outra opção é a precipitação e coagulação, que consiste em agrupar matérias pela adição de substâncias químicas. Um exemplo é adição de cal a efluentes que contém ferro, que deposita o ferro em flocos no fundo. Já na adsorção o carvão ativado retém as impurezas na sua superfície, seja de maneira física ou química.

Existem ainda processos com uma observação de ânions e cátions chamada de troca iônica. Uma resina polimérica onde os íons poluentes ficam retidos, podendo ser trocados por outros de mesma carga. Ainda na manipulação de íons temos a eletrodiálise que decompõe a água. A parte da água concentrada do efluente é dispensada e o restante já é água purificada para ser conduzida ao meio ambiente.

Temos a ozonização também, que atua como oxidante para compostos não biodegradáveis. E não poderia deixar de ser citado um importante processo também usado no tratamento de água pra consumo que é a cloração. De forma bem sucinta são removidos micro-organismos patogênicos, algas e bactérias dos efluentes. Sendo dessa forma livres de agentes infecciosos, cianetos, fenóis e nitrogênio.

Impactos socioambientais do tratamento de esgoto

Esgoto na Praia São Conrado

Esgoto contamina orla marítima – Foto: ONG Salvemos São Conrado

Considerando as necessidades do Brasil, o esgoto e o saneamento como um todo são emergenciais. A prova é que pouco mais da metade da população tem esgoto tratado e os avanços são lentos.

No meio ambiente sabe-se que os setores de transporte e energético tem grande impacto. Temas assim foram discutidos no Rio e principalmente em Quioto. Ora, temos uma solução em potencial, pois o esgoto que é tratado preserva os recursos hídricos, e ainda pode gerar a eficiência maior em combustível.

É nítido que deve existir uma preocupação do governo e das companhias de saneamento, mas também da população. Seja através de conscientização ou das penalidades. O uso correto do esgoto, um pedido de ligação a rede coletora ou mesmo a separação correta do lixo são atitudes que a população pode (e deve) tomar.

E o pior é observar que os números sempre foram ruins e caminham para uma mudança de menos de 1% ao ano em esgoto coletado e tratado. Esses são dados veiculados pela Folha de São Paulo:

  • Sete crianças morrem todos os dias e mais de 700 mil pessoas são internadas por ano em conseqüência da falta de saneamento;
  • Crianças que vivem em áreas sem saneamento aprendem 18% menos que as que vivem em áreas saneadas;
  • Trabalhadores que vivem em áreas sem saneamento respondem 11% a mais nas faltas ao serviço do que os que vivem em áreas saneadas;

E esses são apenas simples exemplos de como a sociedade é afetada pelo descaso, em tempo que se há tanta informação, porque o governo ou a sociedade não reage as necessidades do meio ambiente e de sua própria subsistência?

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