Avaliação do perfil energético do carvão hidrotérmico de lodo de esgoto

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Avanzi, Guilherme Afonso de Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Lodo de esgoto; Biomassa; Carbonização hidrotérmica; Poder calorífico superior; Sewage sludge; Biomass; Hydrothermal carbonization; Higher heating value
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/217015

As estações de tratamento de esgoto (ETE) são responsáveis pela geração de grandes quantidades de lodo. A demanda pelo processo de tratamento é devido à preocupação recorrente com o meio ambiente e às condições de saneamento básico para a população. O município de São José do Rio Preto/SP registrou o montante de 14.832 toneladas de resíduo centrifugado em 2018, com gastos onerosos para seu tratamento e disposição. O lodo de esgoto é uma biomassa constituída por alto teor de matéria orgânica e outros compostos de acordo com a sua localidade. Esse material rico em carbono pode ser utilizado para reaproveitamento energético, desde que realizado seu tratamento adequado. Estudos têm demonstrado que a carbonização hidrotérmica (CHT) do lodo de esgoto produz um material denominado carvão hidrotérmico (do inglês, hydrochar) com poder calorífico superior (PCS) da ordem de 20 MJ/kg. Face ao exposto o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial energético dos carvões hidrotérmicos (CH) produzidos a partir da CHT do lodo de esgoto doméstico da estação de tratamento de São José do Rio Preto/SP, bem como investigar essa possível via em prol de seu tratamento. Os parâmetros estudados foram temperatura (200, 240 e 280 oC) e tempo de reação (30, 75 e 120 min), com ou sem aditivo ácido sulfúrico. Temperatura e tempos maiores indicaram respostas mais efetivas. O lodo seco (LS) e os CH foram caracterizados por espectroscopia FTIR e análises elementar e termogravimétrica. O PCS foi calculado a partir da análise elementar e os valores aumentaram até 7% em relação à biomassa. Da água de processo (subproduto líquido) foi aferido o carbono orgânico total. Os resultados apontaram eficiência de rendimento energético próximo a 60% calculado a partir do rendimento e PCS do CH. A CHT causou o aparecimento de grupos alifáticos e aromáticos no produto final e alterou a natureza química dos grupos oxigenados. A adição de ácido na mistura promoveu o incremento de carbono elementar no produto e facilitou a separação de fases. Os dados tratados foram determinantes para avaliar os indicadores do balanço energético.