Os digestores têm um volume bruto de 2500 m3 cada, no entanto, é estabelecido um volume útil aproximado a 2000 m3 para suspensão e 500 m3 para a formação e retenção temporária do biogás.
Os digestores anaeróbios da Suldouro são digestores de alta carga, cuja taxa normal de digestão é significativamente superior aos digestores que funcionam em batch, em que a suspensão é aquecida e agitada, criando um ambiente uniforme incrementado a estabilidade e a eficiência.
Existem três processos contínuos na operação, conforme os representados na Figura 8, que ditam a eficiência da digestão anaeróbia esses baseiam-se na alimentação aos digestores, a recirculação da suspensão e a agitação da suspensão. A suspensão é agitada pela recirculação de biogás, aquecida pelo recurso a permutadores de calor e a alimentação é efetuada através da bombagem de suspensão retida no tanque de suspensão.
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2.3.3.2.1 Alimentação aos digestores
A alimentação de suspensão orgânica aos digestores tem um elevado impacto na eficiência do sistema, uma vez que falhas neste critério registam grandes quebras na produção de biogás. A alimentação uniforme é muito importante para o desempenho da digestão anaeróbia, a suspensão orgânica deve ser alimentada continuamente ou a intervalos regulares para ajudar a manter as condições de estado estacionário no digestor e reduzir perturbações, especialmente importante para as bactérias metanogénicas sensíveis. [10]
A alimentação aos digestores é um dos fatores preponderantes da digestão anaeróbia, dado que é partir desta atividade que é garantido a introdução de orgânicos biodegradáveis a ser degradados para produção de biogás. Apesar da suspensão com matéria orgânica contida dentro do digestor, a estabilidade da produção é garantida pela introdução de matéria orgânica facilmente biodegradável, como celuloses e glicoses. Com a monitorização, em tempo real, dos caudais de alimentação de suspensão é percetível o efeito exercido sobre a produção de biogás.
Figura 9 – Esquema do Sistema de alimentação da Suldouro
A alimentação de suspensão, em via húmida, aos digestores é garantida pelo recurso a um sistema de bombagem individualizado e conforme o representado na Figura 9, a suspensão retida e maturada é bombeada a partir de um primeiro tanque, tanque de suspensão orgânica, e introduzida nos respetivos digestores.
A estabilidade do caudal é importante para o desempenho da digestão, o caudal definido é de 3.1 m3 suspensão∙hora -1 de forma a perfazer 75 m3 totais suspensão orgânica por digestor durante um período de 24 horas. Devido a instabilidade das bombas de alimentação, este caudal vária ao
Tanque de suspensão Digestor 1 Digestor 2
28 longo do dia, para tal estão registados os desvios padrão de forma a entender as variações existentes. Os desvios padrão foram obtidos a partir do software de monitorização da CVO para o período de 24 horas.
2.3.3.2.2 Recirculação da suspensão
O sistema de recirculação de suspensão (Figura 10) é efetivamente um dos sistemas chave no processo de digestão, uma vez que é através deste sistema que é garantida a estabilidade térmica aos digestores.
A suspensão residente no interior dos digestores é continuamente recirculada pelas tubagens representadas na Figura 11 e aquecida num permutador de calor, representado na Figura 12, forma eficaz para manter a temperatura na gama mesófila (35-38º) criando estabilidade térmica para populações microbiológicas. A temperatura é controlada no software de operação da central por um operador responsável, pela definição dos set points de temperatura dos permutadores.
Figura 10 – Representação do Sistema de recirculação e aquecimento da suspensão
O permutador de calor responsável pelo aquecimento da suspensão (Figura 12) está acoplado a um sistema fechado de água. A água deste sistema é aquecida pelo aproveitamento da energia em forma de calor gerado pelos motores de combustão interna. A temperatura geralmente é regularizada para a gama mesófila, operando a temperaturas entre os 37º - 38º C, tendo em conta que a instalação foi dimensionada para operar nestas condições de temperatura e pela garantia da estabilidade na produção de biogás.
Digestor 1 Digestor 2
R1 R2
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2.3.3.2.3 Agitação da suspensão
O processo é fundamental para a produção de biogás uma vez que garante a homogeneização, evitando a floculação e estratificação da suspensão. A floculação da suspensão, cria camadas à superfície que funcionam como barreiras inibindo a passagem de biogás para o volume destinado à atmosfera criada no digestor registando-se grandes quebras na produção.
De forma a evitar a floculação, a Suldouro tem um sistema de agitação (Figura 13) classificado como um dos mais eficazes na homogeneização da suspensão, a agitação é garantida como recurso à aspiração e compressão (Figura 14) do biogás e recirculado para os digestores com recurso a lanças que distribuem o fluido pelo digestor, garantindo a homogeneização da suspensão. Embora a agitação seja garantida, a valorização do biogás é retardada pelo efeito do tempo de permanência do biogás no digestor. O biogás em excesso à agitação é encaminhado para o gasómetro para valorização energética
Gasómetro
Figura 11 – Tubagens da introdução de suspensão
Figura 12 – Permutador de calor de aquecimento de lamas
Figura 14- Compressores de biogás Figura 13 - Representação do
30 Um dos grandes problemas na produção de biogás por digestão anaeróbia é a formação de ácido sulfídrico, entre as várias formas de reduzir a concentração deste no biogás, uma delas é a introdução de oxigénio no biogás. O Sistema de agitação dos digestores funciona como intermediário na introdução de oxigénio. Um caudal entre 2 e 5 m3 O2/hora é introduzido no sistema de agitação para inibir a produção de H2S.
Embora este seja um procedimento eficiente na redução de sulfídricos é também um contrassenso ao conceito de digestão anaeróbia. A introdução de oxigénio induz a formação de bactérias aeróbias, que na presença de oxigénio se podem sobrepor às bactérias metanogénicas reduzindo a eficiência da degradação da matéria orgânica.