Digestores anaeróbicos (um termo geral para reatores anaeróbicos como UASB, IC e EGSB) dependem de microrganismos anaeróbicos (metanógenos e acidificantes) para decompor matéria orgânica em águas residuais em um ambiente-livre de oxigênio. Este é um processo essencial para o tratamento de águas residuais de alta-concentração.
I. Funções principais
1. CQO degradante de alta-concentração, reduzindo significativamente os poluentes: Águas residuais orgânicas de alta-concentração de matadouros, fábricas de processamento de alimentos, cervejarias, fazendas de gado e estabelecimentos de alimentação geralmente têm um CQO influente de dezenas de milhares de mg/L. Grandes moléculas orgânicas passam por uma reação anaeróbica de três{4}}etapas:
1) Hidrólise e Acidificação: Moléculas orgânicas grandes se decompõem em ácidos orgânicos menores;
2) Produção de Hidrogênio e Ácido Acético;
3) Metanogênese: O ácido acético é convertido em metano (biogás). Nas indústrias de tingimento, impressão e química, o estágio anaeróbico pode remover de 60% a 85% do DQO de águas residuais de alta-concentração, reduzindo significativamente a carga bioquímica aeróbica subsequente e economizando energia de aeração.
2. Remoção de sulfato e algum nitrogênio amoniacal (pequena quantidade)
O sulfato nas águas residuais é reduzido a sulfeto de hidrogênio pelas bactérias -redutoras de sulfato; o nitrogênio orgânico sofre amonificação, convertendo-o em nitrogênio amoniacal. Os processos anaeróbicos não podem remover o nitrogênio, portanto o nitrogênio total permanece essencialmente inalterado, mas os níveis de nitrogênio amoniacal aumentarão, necessitando de processos subsequentes de nitrificação e desnitrificação.
3. Redução de Lodos e Recuperação de Recursos de Biogás
O processo anaeróbico produz significativamente menos lodo que o processo aeróbio; gera biogás (50% a 70% de teor de metano), que pode ser queimado para geração de energia e aquecimento, obtendo recuperação de energia.
4. Melhor biodegradabilidade de águas residuais
Alguma matéria orgânica macromolecular recalcitrante sofre hidrólise e acidificação, resultando na cisão da cadeia e numa melhor relação B/C, levando a melhores resultados de tratamento em tanques aeróbicos subsequentes.
II. Divisão típica de funções de processo em digestor anaeróbico
Fluxo de Águas Residuais: Tanque de Equalização → Digestor Anaeróbico → Tanque Anóxico → Tanque Aeróbico → Tanque de Decantação Secundário
1. O digestor anaeróbico remove a maior parte dos poluentes orgânicos na parte frontal, reduzindo a carga;
2. O tanque aeróbico remove profundamente o DQO residual e simultaneamente remove o nitrogênio amoniacal por meio da nitrificação;
3. A fase anaeróbica não consegue completar a remoção total do nitrogênio; a remoção total de nitrogênio depende da desnitrificação anóxica subsequente.
III. Pontos-chave para operação-no local
1. Controle rigorosamente o oxigênio dissolvido (OD); o tanque deve estar livre de oxigênio, pois isso inibirá bactérias metanogênicas;
2. Controlar o pH do afluente para 6,5–7,8; a acidificação excessiva causará um aumento repentino nos AGV dos efluentes e o colapso do sistema;
3. Temperatura adequada: cerca de 35 graus (mesotrópico); as baixas temperaturas reduzirão significativamente a eficiência do tratamento;
4. O afluente não deve conter grandes quantidades de sulfetos, metais pesados ou inibidores tóxicos, pois estes prejudicarão as bactérias.
Os digestores anaeróbicos são essencialmente “unidades de tratamento primário” de águas residuais, especificamente concebidos para processar altas concentrações de poluentes orgânicos, produzir biogás e reduzir a pressão nos tanques aeróbicos a jusante; no entanto, eles não têm a capacidade de remover o nitrogênio ou o fósforo totais e não podem ser usados como um tratamento independente de-de{1}}tubo.