Desenvolvidos pelo CENBIO

Transcrição

1 WORKSHOP - COMO DIMENSIONAR BIODIGESTORES PARA GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE RESÍDUOS DE ANIMAIS Biogás Projetos Desenvolvidos pelo CENBIO MSc. Vanessa Pecora Garcilasso

2 Biogás Conjunto de gases formado na degradação da matéria orgânica em meio anaeróbio Digestão Anaeróbia: Processo fermentativo, sem a presença de oxigênio, em que a matéria orgânica é degradada a compostos mais simples, formando, basicamente, metano e gás carbônico.

3 Composição Média do Biogás Metano COMPONENTE QUANTIDADE 60% Dióxido de Carbono Outros Gases Hidrogênio, Nitrogênio, Oxigênio, Amônia, Ácido Sulfídrico, Aminas Voláteis e Monóxido de Carbono 35% 5% Fonte: WEREKO-BROBBY; HAGEN, 2000

4 Fatores que Influenciam a Formação do Biogás Impermeabilidade ao ar: bactérias metanogênicas são estritamente anaeróbias (com a presença de ar, ocorre apenas a formação de CO 2 ); Composição dos resíduos: quanto maior a porcentagem de material orgânico no resíduos, maior a concentração de metano no biogás; Temperatura: 32 a 37 ºC.

5 Aspectos Físico-Químicos do Biogás Umidade: a umidade presente no biogás influencia diretamente o processo de combustão (diminui o poder calorífico); Poder calorífico: kcal/kg; Quantidade de metano: quanto maior a quantidade de metano, maior o poder calorífico do biogás (o CO 2 é a forma mais oxidada do carbono, não podendo ser mais queimado).

6 Obtenção do Biogás TRATAMENTO DE ESGOTO

7 Tecnologias Aplicadas ao Tratamento de Esgoto Tratamento de efluentes líquidos: digestão anaeróbia permite a redução significativa do potencial poluidor e a recuperação da energia na forma de biogás; Biodigestores: câmara fechada onde ocorre o tratamento anaeróbio do efluente diminui o volume de sólidos e estabiliza o lodo (redução de microorganismos patogênicos).

8 Geração de Energia Elétrica a partir do Biogás s de Tratamento de Esgoto da ETE da SABESP em Barueri

9 ETE da Sabesp de Barueri Dados Técnicos: Quantidade de Esgoto Tratado = 7,0 m 3 /s Produção Média de Biogás = m 3 /dia Consumo de Energia Elétrica = 10 MWh/mês

10

11 Tecnologia Empregada Secador por Refrigeração 1 Válvula Esfera 2 Filtro de Carvão Ativado Compressor de Palhetas Válvulas Esfera 3 e 4 Secador por Refrigeração 2 Válvulas Esfera 5 e 6 Filtro Coalescente 1 Separador de Líquido com Dreno Filtro Coalescente 3 Sensor de Temperatura 1 Sensor de Pressão 1 Plug Reserva 3 Plug Reserva 2 Filtro Coalescente 2 Sensor de Pressão 2 Medidor de Vazão Filtro de Gás Plug Reserva 4 e 5 Saída do Gás de Exaustão Plug Reserva 1 Manômetro Sensor de Temperatura 2 Válvula Reguladora de Pressão Sensor de Pressão 3 Sensor de Temperatura 3 Microturbina Capstone Tubulação de Aço Inox Rígida Válvula Esfera 1 Tubulação de Aço Inox Flexível

12 Grupo Gerador (Motor Ciclo Otto)

13

14

15 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO BIOGÁS S PROVENIENTE DO TRATAMENTO DE ESGOTO DO CONJUNTO RESIDENCIAL DA USP PROJETO PUREFA PROGRAMA DE USO RACIONAL DE ENERGIA E FONTES ALTERNATIVAS

16 Tratamento do Esgoto do CRUSP Dados Técnicos: Quantidade de Esgoto Tratado = 3,0 m 3 /h Volume Útil do Biodigestor = 25 m 3 Tempo de Retenção Hidráulica (TRH) = 8 h Produção Média de Biogás = 4 m 3 /dia

17 Sistema de Pré-Tratamento Sistema de pré-tratamento do efluente Biodigestor modelo RAFA: Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente

18 Equipamentos Secção de saída do biogás Biodigestor modelo RAFA: Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente Selo hidráulico

19 Equipamentos Sistema de purificação Biodigestor modelo RAFA: Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente

20 Equipamentos 2º compartimento: limalha de ferro para retirada de H 2 S Sistema de purificação 1º compartimento: peneira molecular para retirada de umidade e H 2 S; sílica gel: utilizada como indicador

21 Equipamentos Gasômetro: armazenador de biogás Grupo gerador e Painel de teste

22 Obtenção do Biogás RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS - ATERROS SANITÁRIOS

23 Resíduos Sólidos Participação das diferentes formas de tratamento e destinação de resíduos no Brasil - % em relação ao total de resíduos coletados Fonte: IBGE Pesquisa Nacional de Saneamento Básico, 2000

24 Projeto Aproveitamento de Resíduos Sólidos Urbanos para Geração de Energia Elétrica e Iluminação a Gás Aterro da Essencis CTR Caieiras (São Paulo) Área total do aterro: 3,5 milhões m2 Área destinada ao aterramento de lixo: 1,5 milhões m 2

25 CTR Caieiras Maior Central de Tratamento de Resíduos da América Latina É o destino de 75% do lixo da cidade de São Paulo Recebe cerca de 10 mil toneladas de lixo diariamente Trata resíduos Classe I e Classe II Classe I Classe II

26 Biogás Captação Transporte Queima em flare

27 Estrutura do Sistema de Captação

28 Biogás Disponível Potencial de geração de biogás atualmente: m 3 /h Concentração de metano: 50% ~ m 3 /h de metano Potencial de geração de biogás em 2024 (ano de encerramento do aterro): ~ m 3 /h , ,00 Vazão de Metano V a z ã o d e m e ta n o (m 3 /a n o ) , , , , , ,00 0, Ano

29 Potência e Energia Disponíveis Potência disponível em 2010 ~ 17 MW Potência disponível em 2024 (ano de encerramento do aterro) ~ 40 MW Potência disponível por ano Potência (MW) 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Ano

30 Sistema de Geração de Energia Elétrica Motor ciclo Otto adaptado para biogás Opera com concentrações de metano de 30% a 80% Potência: 200 kw

31 Sistema de Iluminação Sete postes de iluminação Implementados na planta de biogás do aterro Sistema interligado com o sistema de geração de energia

32 Obtenção do Biogás TRATAMENTO DE EFLUENTE RURAL

33 Tecnologia Aplicada ao Tratamento de Efluente Rural Biodigestores anaeróbios com manta de PEAD

34 FAZENDA PONTE ALTA ITARARÉ / SP

35 Criação de Porco Confinado Gestação Maternidade

36 Criação de Porco Confinado Engorda Terminação

37 Biodigestor

38 Biogás Grupo Gerador

39 Viabilidade Econômica da Utilização de Biogás Utilização de energia nos processos (diminuição da energia proveniente da concessionária local); Venda de excedente de energia; Obtenção e comercialização de créditos de carbono; Apesar do elevado custo inicial, tem-se amortização desse investimento a curto prazo.

40 OBRIGADA! / cenbio@iee.usp.br MSc. Vanessa Pecora Garcilasso vpecora@iee.usp.br / Tel: (11)