DESEMPENHO DE UM SECADOR TÉRMICO DE LODO MOVIDO A BIOGÁS

A via anaeróbia de tratamento de esgotos sanitários vem sendo amplamente empregada nos países da América Latina e Caribe. O biogás, subproduto destes sistemas, é dotado de grande potencial energético por conter metano em sua composição. Outro subproduto oriundo de sistemas de tratamento de esgoto é o lodo, caracterizado por seu elevado teor de umidade e de microrganismos patogênicos, sendo então seu desaguamento e higienização necessários para sua correta destinação. Atualmente, um dos processos de higienização mais empregados por companhias de saneamento é a estabilização alcalina prolongada (EAP). Os grandes entraves envolvendo tal prática dizem respeito a área requerida para tal processo, a necessidade de incorporação de produtos químicos e o tempo necessário de cura do lodo. Isto posto, novas tecnologias de secagem e higienização estão sendo estudadas de modo a melhorar o gerenciamento do lodo em uma ETE. Nesse contexto, o presente trabalho vem relatar um estudo sobre secagem térmica de lodos em um sistema piloto envolvendo o aproveitamento energético do biogás de uma ETE de médio porte. De modo geral, o secador reduziu em aproximadamente 80% a massa dos diferentes tipos de lodos submetidos ao processo de secagem térmica, aumentando a concentração de sólidos totais nesses materiais de (21,23 ± 3,09) % para (82,87 ± 2,94) %. Com um teor médio de metano de aproximadamente (70 ± 15) %, a vazão de biogás utilizada nesse sistema variou, em média, de 13,92 a 16,17 Nm3.h-1. Os valores da demanda energética do secador para remoção de 1 kg de água presente nos diferentes tipos de lodos variaram de 1.195,18 a 1.597,75 kcal. Adicionalmente, as características físico-químicas, sanitárias e calorimétricas dos lodos após o processo de secagem evidenciaram a possibilidade da utilização desses materiais como adubo na agricultura, bem como no aproveitamento energético devido ao aumento dos seus poderes caloríficos. Esses resultados apontam a secagem térmica do lodo, utilizando biogás produzido em sistemas anaeróbios de tratamento, como uma promissora ferramenta para a sustentabilidade no setor de esgotamento sanitário

Análise do custo de ciclo de vida do tratamento e destinação final do lodo e biogás, provenientes de ETE que emprega reatores do tipo UASB

A Análise do Custo do Ciclo de Vida (ACCV) auxilia na verificação dos custos existentes em cada etapa de ciclo de vida de um determinado produto, ajudando no reconhecimento de gastos com aquisição, operação, manutenção, transporte e disposição final. Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente em Manto de Lodo (UASB), usados em Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs), geram dois subprodutos que podem ser utilizados: lodo e biogás. O objetivo deste estudo foi realizar a análise do custo do ciclo de vida de quatro diferentes cenários de tratamento e destinação final do lodo e biogás. A unidade funcional utilizada foi o tratamento e o gerenciamento dos subprodutos, ao tratar 1 m3 de esgoto doméstico. O cenário base, lodo sendo higienizado por meio da estabilização alcalina prolongada e destinado para agricultura, é o cenário com o menor custo do ciclo de vida. O alto custo dos cenários 1, secagem térmica do lodo utilizando o biogás, e cenários 2 e 3, utilização do calor da combustão do lodo, deve-se ao valor de aquisição do equipamento para a secagem do lodo, representando 56% do total, incluindo-se custos de implantação e operação. O cenário 3 previu o aterro sanitário como destinação final das cinzas da combustão do lodo

Quali-quantitative characterization of biogas with the temporal behavior of organic load on wastewater treatment plant with upflow anaerobic sludge blanket reactors through measurement in full‑scale systems

O trabalho teve como objetivo a caracterização qualiquantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB), em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição online. O trabalho foi conduzido em uma estação de tratamento de esgotos (ETE) instalada no Sul do Brasil. A ETE possui dispositivos de medição online para avaliar algumas variáveis físicoquímicas do esgoto e do biogás. Os equipamentos utilizados foram o analisador Demanda Química de Oxigênio (DQO) [sonda ultravioleta visível (UV–Vis)], medidor ultrassônico, medidor de biogás e analisador de composição de biogás. O monitoramento ocorreu por dois períodos de 72 horas cada e um período de 48 horas, no ano de 2018. Os dados foram analisados com estatística descritiva, a independência dos dados foi averiguada por meio do teste de correlação Box-Ljung, a normalidade foi verificada pelos testes Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors, Anderson-Darling, D’Agostino K2 e Chen-Shapiro, e foi usado o método de Spearman para avaliar as correlações entre os parâmetros. A vazão média de esgoto foi 345 ± 120 Ls-1. A carga orgânica removida foi, em média, 48%. Os valores de qualidade do biogás foram, para o metano (CH4), 82,32% ± 3,62% v/v (percentagem volume-volume), para o dióxido de carbono (CO2) 2,66% ± 1,19% v/v e para o sulfeto de hidrogênio (H2S) 3453 ± 1268 ppm. A produção de biogás per capita obtida foi 4,51 ± 1,65 NL.hab-1.d-1. Foi estimada uma produção de energia eléctrica de 3.118,6 kWh/d, o que é equivalente a uma potência instalada de 130 KW. O comportamento da carga orgânica removida e da vazão de biogás (Nm3.h−1) produzida na estação de tratamento, apresentaram um comportamento temporal variável, periódico e não estacionário.This study aims to present the time behavior of wastewater flow parameters, organic matter, biogas flow, biogas composition, and its relations, measured through online sensors, in a municipal wastewater treatment plant (WWTP) operating full-scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, installed in the south of Brazil. WWTP has online measurement devices to evaluate some physicochemical variables of the sewage and the biogas. The COD analyzer (UV– Vis probe), ultrasonic flow meter, biogas flow meter, and biogas composition analyzer were the equipment used. The monitoring occurred for two time periods each of 72 h and one time period for 48 h in the year 2018. Data were checked with descriptive statistics, data independence was checked through the autocorrelation Box– Ljung test, normality behavior was checked with several tests (Shapiro– Wilk, Kolmogorov–Smirnov, Lilliefors, Anderson–Darling, D’Agostino K2, and Chen–Shapiro), and Spearman’s correlation coefficient was used to evaluate the correlations among the parameters. The mean sewage flow was 345 ± 120 L.s-1; removed organic load was, in average, 48%; biogas quality values were 82.32% ± 3.62% v/v (CH4), 2.66% ± 1.19% v/v (CO2), and 3453 ± 1268 ppm (H2S); and the production per capita obtained was 4.51 ± 1.65 NL.hab-1.d-1. It was estimated an electric power generation of 3118.6 kWh.d-1, which is equivalent to an installed power of 130 KW. The behavior of removed organic load and biogas flow (Nm3.h-1), produced in the treatment plant, showed variable, periodic, and nonstationary time behavior.

Fiber Bragg Grating Sensor to Monitor Stress Kinetics in Drying Process of Commercial Latex Paints

In this paper, we report a study about the application of packaged fiber Bragg gratings used as strain sensors to monitor the stress kinetics during the drying process of commercial latex paints. Three stages of drying with distinct mechanical deformation and temporal behaviors were identified for the samples, with mechanical deformation from 15 μm to 21 μm in the longitudinal film dimension on time intervals from 370 to 600 minutes. Drying time tests based on human sense technique described by the Brazilian Technical Standards NBR 9558 were also done. The results obtained shows that human sense technique has a limited perception of the drying process and that the optical measurement system proposed can be used to characterize correctly the dry-through stage of paint. The influence of solvent (water) addition in the drying process was also investigated. The paint was diluted with four parts paint and one part water (80% paint), and one part paint and one part water (50% paint). It was observed that the increase of the water ratio mixed into the paint decreases both the mechanical deformation magnitude and the paint dry-through time. Contraction of 5.2 μm and 10.4 μm were measured for concentrations of 50% and 80% of paint in the mixture, respectively. For both diluted paints the dry-through time was approximately 170 minutes less than undiluted paint. The optical technique proposed in this work can contribute to the development of new standards to specify the drying time of paint coatings

Contribución para el perfeccionamiento del diseño, la construcción y la operación de reactores UASB aplicados al tratamiento de aguas residuales urbanas – Parte 4: Control de corrosión y emisiones gaseosas

Las emisiones gaseosas fugitivas están directamente relacionadas con los problemas de olor y corrosión en plantas de tratamiento de aguas residuales (PTARs) que emplean procesos anaerobios. En este sentido, la implementación de actividades preventivas y/o correctivas para el control de las emisiones y de procesos corrosivos asociados es fundamental para garantizar el bienestar de las personas trabajadoras y de la población vecina a la PTARs. Estas medidas representan una reducción potencial de los gastos operativos de mantenimiento y reparación de estructuras dañadas, además de que extiende la vida útil de los equipos. Esta Nota Técnica tiene por objetivo caracterizar los problemas, junto con sus respectivos orígenes, relacionados con las emisiones gaseosas, así como presentar las técnicas más relevantes para el diseño, la construcción y la operación de reactores UASB para el control de la corrosión y de las emisiones fugitivas. En síntesis, las mejoras relacionadas con este tema consideran la posibilidad de aplicar técnicas preventivas para reducir las emisiones; como también la aplicación de un control correctivo, usando sistemas de desorción, contención, extracción y tratamiento de los gases, así como la utilización de materiales resistentes a la corrosión y revestimientos anticorrosivos. Las emisiones gaseosas y el riesgo de corrosión son inherentes al uso de reactores UASB para el tratamiento de las aguas residuales urbanas o domésticas, sin embargo, es posible adoptar técnicas que actúen eficazmente en la mitigación de estos impactos

Contribuição para o aprimoramento de projeto, construção e operação de reatores UASB aplicados ao tratamento de esgoto sanitário – Parte 5: Biogás e emissões fugitivas de metano

O gerenciamento da fase gasosa inerente ao tratamento de esgoto não vinha sendo devidamente considerado, por vários anos, no projeto, construção e operação de reatores UASB. Entretanto, com a necessidade de atendimento de requisitos de sustentabilidade associados à prestação de serviços de esgotamento sanitário, o gerenciamento e a recuperação dos gases passaram a ser relevantes, uma vez que possibilitam a produção de energia limpa e renovável, mitigam as emissões odorantes e de gases de efeito estufa, e salvaguardam infraestruturas e a saúde ocupacional de operadores. Nesse contexto, esta Nota Técnica apresenta os principais problemas, além de suas respectivas origens, associados ao biogás proveniente de reatores UASB alimentados com esgoto sanitário. Além disso, a Nota Técnica discorre sobre as melhores práticas de engenharia recomendadas para mitigar emissões fugitivas de metano e maximizar a recuperação de biogás

Impact of COVID-19 on cardiovascular testing in the United States versus the rest of the world

Objectives: This study sought to quantify and compare the decline in volumes of cardiovascular procedures between the United States and non-US institutions during the early phase of the coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic. Background: The COVID-19 pandemic has disrupted the care of many non-COVID-19 illnesses. Reductions in diagnostic cardiovascular testing around the world have led to concerns over the implications of reduced testing for cardiovascular disease (CVD) morbidity and mortality. Methods: Data were submitted to the INCAPS-COVID (International Atomic Energy Agency Non-Invasive Cardiology Protocols Study of COVID-19), a multinational registry comprising 909 institutions in 108 countries (including 155 facilities in 40 U.S. states), assessing the impact of the COVID-19 pandemic on volumes of diagnostic cardiovascular procedures. Data were obtained for April 2020 and compared with volumes of baseline procedures from March 2019. We compared laboratory characteristics, practices, and procedure volumes between U.S. and non-U.S. facilities and between U.S. geographic regions and identified factors associated with volume reduction in the United States. Results: Reductions in the volumes of procedures in the United States were similar to those in non-U.S. facilities (68% vs. 63%, respectively; p = 0.237), although U.S. facilities reported greater reductions in invasive coronary angiography (69% vs. 53%, respectively; p < 0.001). Significantly more U.S. facilities reported increased use of telehealth and patient screening measures than non-U.S. facilities, such as temperature checks, symptom screenings, and COVID-19 testing. Reductions in volumes of procedures differed between U.S. regions, with larger declines observed in the Northeast (76%) and Midwest (74%) than in the South (62%) and West (44%). Prevalence of COVID-19, staff redeployments, outpatient centers, and urban centers were associated with greater reductions in volume in U.S. facilities in a multivariable analysis. Conclusions: We observed marked reductions in U.S. cardiovascular testing in the early phase of the pandemic and significant variability between U.S. regions. The association between reductions of volumes and COVID-19 prevalence in the United States highlighted the need for proactive efforts to maintain access to cardiovascular testing in areas most affected by outbreaks of COVID-19 infection

Sensores em fibra ótica para avaliação de combustíveis líquidos

This work shows a study about the applicability of optical fiber sensors based on long period gratings as tools for assessment of liquid fuels. The study was based on both experimental research and evaluation of the main metrological characteristics of the sensors, including the estimative of uncertainties according to guidelines recommended by international organizations for standardization. In a sense, it was evaluated the performance of sensors for determining the ethanol concentration in ethanol-gasoline blends. The results obtained showed that ethanol concentrations were measured in these mixtures with resolution up to 0.14% v/v. The use of the sensors to measure ethanol in ethanol-water blends was also investigated and two methods were proposed to establish the ethanol content without ambiguity for the whole ethanol concentration range. In this application it was possible to measure ethanol concentrations with resolution up to 0.17% v/v. Optical fiber sensors were also employed for evaluating biodiesel, vegetable oil and petrodiesel concentrations in binary and homogeneous mixtures. Three methods were developed in order to overcome the drawbacks imposed by the high refractive indices of these substances, allowing quantifications without requiring segregation of components or specialty optical fibers. Biodiesel concentrations could be identified in biodiesel-petrodiesel blends with resolution up to 0.05% v/v. Finally, an alternative method to interrogate long period gratings that employs the reflection provided by a fiber Bragg grating was implemented to evaluate mixtures of vegetable oil and biodiesel. In this case, oil concentrations were determined with resolution of 0.10% v/v.CAPES, CNPq), Fundação Araucária, Agência Nacional do Petróleo (ANP), FINEPNeste trabalho é apresentado um estudo sobre a aplicabilidade de sensores em fibra ótica baseados em redes de período longo como ferramentas para avaliar combustíveis líquidos. O estudo pautou-se em investigação experimental e no levantamento das principais características metrológicas dos sensores, incluindo a estimativa de incertezas segundo diretrizes recomendadas por organizações internacionais de padronização. Nesse sentido, investigou-se o desempenho dos sensores na determinação do teor de etanol presente em misturas etanol-gasolina. Os resultados obtidos mostraram que concentrações de etanol foram mensuradas nessas misturas com resolução de até 0,14% v/v. Adicionalmente, avaliaram-se os comportamentos dos sensores na identificação do teor de etanol em misturas etanol-água e propuseram-se dois métodos para que tais determinações fossem unívocas para toda a faixa de concentração de etanol. Nessa aplicação foi possível medir concentrações de etanol com resolução de até 0,17% v/v. Os sensores foram ainda empregados nas avaliações de biodiesel, de óleo de origem e de óleo diesel presentes em misturas binárias e homogêneas. Para tanto, três métodos foram desenvolvidos com o intuito de superar as limitações impostas pelos elevados índices de refração dessas substâncias, possibilitando quantificações sem demandar segregação de componentes ou fibras óticas especiais. Dessa maneira, viabilizou-se a identificação de teores de biodiesel em misturas biodiesel-óleo diesel com resolução de até 0,05% v/v. Por fim, implementou-se um método de interrogação de redes de período longo a partir da leitura de sinais de reflexão disponibilizados por uma rede de Bragg, o qual foi utilizado para avaliar misturas contendo óleo de origem e biodiesel. Nesse caso, as determinações dos teores de óleo foram realizadas com resolução de 0,10% v/v

Sanitation and Drying of Sewage Sludge on Radiant Floors Using Solar Energy and Biogas: Comparison between Different Thicknesses of Deposited Mass

ABSTRACT Sewage sludge is a solid waste composed of water, rich in organic matter and nutrients, but concentrator of pathogenic microorganisms. Its use as agricultural fertilizer in the state of Paraná, Brazil is common. However, it is necessary to eliminate or significantly reduce microorganisms by means of a hygiene process. This can be obtained thermally, requiring a source of energy for heat generation. In this sense, a pilot system was constructed consisting of a stainless steel radiant floor, capable of transferring heat to the sewage sludge from coils coupled in base, through which the heated water circulates. The energy comes from solar radiation and is complemented by biogas from the anaerobic sewage treatment. Aiming to investigate the system's ability to transfer heat and, consequently, to sanitize and dry the sludge, a layer of 0.10 m was deposited on the radiant floor, the temperature being monitored at two different heights, obtaining averages of 328.95 K (55.8 ° C) and 336.95 K (63.8 ° C), respectively. The sludge was still submitted to a drying process, where a 68.68% increase in the total solids content was verified. Finally, the energy consumption was measured where a demand of 29.22 Nm³ of methane per m³ of treated sludge had been estimated