Technical and economic feasibility of anaerobic digestion of cetrel excess sludge

Submitted by Ruth Quaresma de Freitas (ruth_quaresma@hotmail.com) on 2019-02-25T18:12:40Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ BELDSON ELIAS RAMOS - DISSERTAÇÃO PPGECA 1996..pdf: 3779586 bytes, checksum: f162ebd543384990653de5829b344b91 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-25T18:12:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ BELDSON ELIAS RAMOS - DISSERTAÇÃO PPGECA 1996..pdf: 3779586 bytes, checksum: f162ebd543384990653de5829b344b91 (MD5) Previous issue date: 1996-06-10 A CETREL - Companhia de Proteção Ambiental é responsável pelo tratamento dos efluentes líquidos orgânicos e inorgânicos provenientes do complexo petroquímico de Camaçari-Bahia. A parte orgânica é tratada na Estação Central de Tratamento, através de sistemas de lodos ativados, resultando na geração de 30t/d de lodo de excesso. Atualmente se emprega a digestão aeróbia para a estabilização desse lodo antes de sua disposição final nas fazendas de lodo. Embora tenha comprovada eficiência, o mecanismo aeróbio associado às fazendas de lodo, tornam-se inconvenientes porque oneram os custos da Empresa, devido ao consumo de energia para a aeração do lodo. Na tentativa de minimizar os custos operacionais da CETREL, foi realizada uma investigação experimental, visando estabelecer a viabilidade técnica e económica da estabilização do lodo de excesso, através da digestão anaeróbia. A investigação foi realizada numa unidade piloto e em digestores de bancada. Com base nos dados experimentais foi verificado que a aplicação da digestão anaeróbia é tecnicamente viável para a estabilização do lodo da CETREL. Dessa forma, o digestor aeróbio da CETREL pode ser transformado num digestor anaeróbio e operado a uma temperatura ambiente entre 25 a 35°C com um tempo mínimo de permanência (detenção) de 10 dias. A eficiência de remoção de sólidos suspensos voláteis variou de 30 a 40 por cento para um tempo de permanência de 10 e 16 dias, respectivamente. O tempo de permanência de 16 dias se mostrou ser o tempo ótimo para um bom desempenho do digestor. A produção de metano foi estimada em 82m3 para um tempo de permanência de 10 dias e em 134m3 para um tempo de permanência de 16 dias, por tonelada de lodo volátil aplicado. Os resultados demonstraram que existe um potencial de geração de 3,8t/d de metano (Tp=16d), suficiente para gerar 800kW de energia elétrica, enquanto se gasta hoje cerca de 800kW no reator aeróbio principal existente. A energia total economizada no sistema atual somada a geração de energia interna através do processo anaeróbio representa uma economia total de 1.600kW, no qual custa atualmente R$0,07/kWh, resultando numa economiade aproximadamente RS1.200.000,00 por ano. O custo do investimento foi estimado em R$2.000.000,00 para conversão do digestor aeróbio numa unidade anaeróbia. Sob o ponto de vista económico esse investimento é muito atrativo, uma vez que o tempo de retorno seria de menos de 2 (dois) anos. Verificou-se também que o lodo estabilizado anaerobiamente, depois de um período de decantação, pode ser secado mais facilmente em leitos de secagem do que o lodo aeróbio. CETREL - a Company of Environmental Protection is responsible for the treatment of the organic and inorganic liquid effluents dischargeds from the petrochemical complexai Camaçari-Bahia. The organic part is treated at the Central Treatment Plant by means ofan activated sludge, process which resultsinthe generation of 30 t/d of excess sludge. Presently aerobic digestion is applied for sludge stabilisation, before its final destination at land farms. Although the aerobic mechanism associated to the land farms has proved its efflciency, it has become unsuitable because of the high energy costs. In an attempt to reduce operational costs, an experimental investigation was carried out with the objective to establish the technical and economical feasibility of excess sludge stabilisation by anaerobic digestion. Pilot and bench scale units were used in the investigation. On the basis of experimental data, it was verified that the application of anaerobic digestion is technically feasible for CETREL sludge. The existing main aerobic digester can be converted into an anaerobic unit and operated at environmental temperature (25 to 35°C) with a minimum retention timeof lOdays. The removal efflciency of suspended solids varied from 30 to 40 per cent for retention times of 10 to lódays. The latter retention time was identified as the optimal one. The methane production was estimated at 82m3 (10 d) to 134m3 (16 d) per ton of applied volatile sludge. The results show that there is a generation potentialof 3,8 t/d of methane from which a electric power of 800kW can be produced. At the same time the power required in the aerobic reactor (800kW) is strongly reduced. The total energy savings of reducing the consumption and having internai power generation represent a total of 1600kW which at current cost of 0,07 US$/kWh result in an economy of approximately US$1.200.000 per annum. The required investment is estimated at US$2.000.000 so that the conversion of aerobic to anaerobic digestion is vexy attractive from the economical point of view having a pay-back time of less than 2 years. It was also established that anaerobic sludge, after aperiod of settling, can be processed more easily on drying beds than aerobic sludge.