Biodigestor anaeróbico

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Biodigestor - Foto: pixabay.com

O sistema de tratamento de efluentes por biodigestor anaeróbico é um instrumento eficaz para captação e transformação bioquímica de esgotos e resíduos orgânicos para uma disposição final limpa e sustentável e a geração de produtos utilizáveis com vistas à saúde ambiental.

O lançamento in natura de efluentes e resíduos na natureza causa poluição afetando o meio ambiente com grandes prejuízos para a saúde humana e animal afetando também a fitossanidade de plantações agrícolas bem como as vegetações naturais, os mananciais e os aquíferos.

A biodigestão além de evitar a contaminação de solos, mananciais hídricos e o meio ambiente em geral, gera produtos como o biofertilizante e o biogás.

O biofertilizante é um subproduto da biodigestão, um composto liquido, descontaminado e rico em minerais, úteis para a complementação ou a correção da fertilidade dos solos.

O biogás é constituído principalmente de metano e gás carbônico. Possui grande apelo no que tange à sustentabilidade por sua conotação de ser oriundo de fontes renováveis e sustentáveis.

A combustão do biogás gera energia térmica que pode ser convertida em outras formas, com ampla utilização industrial, agrícola e doméstica.

Como o próprio nome indica a biodigestão é o processo é caracterizado pela degradação ou digestão da matéria orgânica contida nos efluentes e rejeitos dos resíduos sólidos, através da ação metabólica de micro organismos.

Essa degradação é feita por por bactérias aeróbias inicialmente e depois por fermentação em um processo realizado por micro organismos de vida anaeróbia ou seja bactérias que realizam seu metabolismo na ausência de oxigênio.

Quatro etapas são necessárias para o êxito do processo de biodigestão a nível bacteriano: a Hidrólise a Acidogênese, a Acetogênese e a Metanogênese.

A hidrólise consiste no rompimento das ligações moleculares de compostos orgânicos complexos (polímeros) como carboidratos, proteínas e gorduras realizado por processos bioquímicos catalizados por enzimas hidrolíticas produzidas por um determinado grupo de bactérias em presença de água.

As bactérias hidrolíticas contribuem com a formação de um ambiente anaeróbio propício para as fases seguintes.

As enzimas hidrolíticas podem ser lipases produzidas pro bactérias Clostridium, Micrococcus e Staphylococcus que degradam lípideos.

Bacteroides e bactérias Clostridium, Butyrivibrio, Lactobacillus, Fusobacterium, Selenomonas, Streptococcus, Proteus, Peptococcus e Bacillus degradam proteínas.

E por fim bactérias Clostridium, Staphylococcus, Eubacterium e Acetivibrio degradam polissacarídeos.

A hidrólise dá origem à compostos orgânicos simples (monômeros) como aminoácidos, ácidos graxos e açúcares simples e ocorre na presença ou não de oxigênio.

A Acidogênese é a transformação por fermentação das substâncias provenientes da hidrólise em ácido propanóico, ácido butanóico, ácido láctico, ácido acético, alcoóis e também em hidrogênio e gás carbônico.

A quantidade de hidrogênio dissolvido na mistura é muito importante nessa etapa.

Se a concentração de hidrogênio é muito alta, ela depleciona a eficiência da acidogênese originando o acumulo de ácidos orgânicos, pois o pH da mistura sendo baixo afeta negativamente o processo.

A Acetogênese ocorre com a transformação dos produtos resultantes da acidogênese em ácido etanóico, hidrogênio e gás carbônico.

Aqui bactérias acetogênicas realizam o trabalho de preparação para a fase final. O processo, é delicado e consiste em manter o equilíbrio para que a quantidade de hidrogênio gerado seja consumido na última etapa do processo.

A metanogênese é concretizada por vários grupos de arqueabactérias anaeróbias estritas através de duas reações.

Na primeira reação, metano (CH4) e gás carbônico são produzidos pela decomposição do acido acético, e na segunda o hidrogênio e o gás carbônico são convertidos em metano e água dissolvendo minerais e elementos como nitrogênio, fósforo e potássio.

Além dos gás carbônico e do metano, outros gases são produzidos em menor escala e são prejudiciais ao meio ambiente.

Eles são o o gás de hidrogênio (H2), a amônia (NH3) e o sulfeto de hidrogênio (H2S) gás ácido altamente corrosivo. Esses gases precisam ter suas concentrações reduzidas por manejo adequado, na produção final do biogás.

Na produção do biogás a temperatura, o pH, a homogeneidade e a concentração de oxigênio são fatores que interferem no resultado final do processo de biodigestão, pois cada grupo de microrganismos que atua sequencialmente na degradação da matéria orgânica, possui uma faixa de tolerância a esses fatores.

As bactérias da metanogênese são mesofílicas e trabalham em uma temperatura de aproximadamente 39°C. As mesofílicas toleram variações de temperatura de de 37ºC a 42°C.

Mas existem as psicrofílicas que apresentam atividade favorável em temperaturas menores que 25ºC e as e termofílicos que trabalham bem em temperaturas entre 50ºC e 60°C.

Em relação ao pH as fases da hidrólise e da acidogênese ocorre em pH variando de 5,2 à 6,3, e a acetogênese e metanogênese acontece com o pH entre 6,5 à 8.

A completa ausência de oxigênio é o requisito básico para o trabalho das bactérias da metanogênese.

Por fim a homogeneidade é essencial para que os diversos grupos de bactérias cujo metabolismo é acoplado sequencialmente se mantenham próximas no substrato para o perfeito encadeamento de suas ações na biodigestão.

Também é necessário um adequado equilíbrio entre os compostos de carbono e os compostos nitrogenados sem o que não ocorrerá uma eficiente produção de biogás.

Bibliografia

http://www.portaldobiogas.com/ – acesso em 01/09/2017.

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Jefferson Alvarenga é Editor e CEO do Site Biota do Futuro. Biólogo, Pós Graduado em Gestão da Saúde Ambiental e realizando Pós Graduação em Ciências Ambientais e Análise Ambiental.

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