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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.106.2020.tde-23022021-220410
Documento
Autor
Nome completo
Laís Alves Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Sauer, Ildo Luís (Presidente)
Coelho, Suani Teixeira
Freitas, Marcos Aurélio Vasconcelos de
Mariani, Leidiane Ferronato
Título em português
Análise das condições para uso da recuperação de energia a partir de efluentes domésticos no Estado do Maranhão 
Palavras-chave em português
Biogás
Efluente doméstico
Maranhão.
Recuperação Energética
Resumo em português
Frente ao cenário deficitário de coleta e tratamento de efluentes domésticos no Brasil, observa-se a necessidade de expandir estes serviços, de forma a melhorar a situação de saúde pública e qualidade do meio ambiente. Dentre as alternativas de incentivo para a expansão, encontram-se as tecnologias para a recuperação energética dos efluentes, as quais agregam valor a este material com geração de energia renovável. Desta forma, o estudo buscou analisar as oportunidades e dificuldades para a utilização de tecnologias de recuperação energética a partir dos efluentes domésticos. Contudo, conforme apresentado na revisão sistemática de literatura, são diversas opções de tecnologias disponíveis, mas que devem ser analisadas pela viabilidade da recuperação energética, relacionada a aspectos técnicos, econômicos, sociais, ambientais e territoriais. De forma a aproximar a pesquisa da realidade, o Estado do Maranhão foi utilizado como estudo de caso. Diversos dados oficiais e públicos foram compilados e comparados com o levantamento por município, identificando que dos 217 municípios, 197 não possuem solução coletiva para esgotamento sanitário e que existe uma defasagem nas informações disponíveis. Com base nos dados, os municípios foram divididos em grupos, por similaridade, para amostragem e análises laboratoriais, as quais permitiram calcular o potencial de geração de biogás utilizando Theoretical Methane Potential (TMP) e realizar experimentos para determinar o Biogas Methane Potential (BMP). Todos as análises de potencial indicam dificuldades na geração de biogás nos municípios do Estado. Observou-se que para valores de Carbono a partir de 19%, existe produção de biogás, como no caso de São Luís e Codó. Contudo, o mesmo não foi identificado nos experimentos, devido provavelmente ao baixo limite de detecção ou baixa quantidade de amostra. Levando em consideração o material compilado pelo Método Misto de Pesquisa, observa-se que o Maranhão apresenta um pequeno grupo de municípios (seis) mais propensos para a adoção das tecnologias de recuperação energética, cenário que pode melhorar com a concentração maior de sólidos no efluente. O tamanho da população, a concentração do efluente, a infraestrutura existente e a disponibilidade de investimentos indicam ser os principais aspectos que influenciam este cenário. Os outros dois grupos, que somam 211 municípios tem a opção de utilizar soluções envolvendo reatores de pequena escala e codigestão com resíduos sólidos para geração de biogás, por exemplo. Estudos mais aprofundados com coletas de esgoto doméstico durante vários meses do ano, assim como dados mais confiáveis sobre as ETEs existentes, sobre a situação dos municípios e a criação de um indicador para mensurar a viabilidade do uso da recuperação energética são importantes avanços para a adoção destas soluções no Estado do Maranhão e no Brasil.
Título em inglês
Analysis of conditions for the use of energy recovery from effluents in the State of Maranhão
Palavras-chave em inglês
Biogas
Domestic effluent
Energy recovery
Maranhão.
Resumo em inglês
In view of the deficient scenario of collection and treatment of domestic effluents in Brazil, there is a need to expand these services in order to improve the situation of public health and quality of the environment. Among the incentive alternatives for expansion, there are technologies for energy recovery from effluents, which add value to this material with the generation of renewable energy. In this way, the study sought to analyze the opportunities and difficulties for the use of energy recovery technologies from domestic effluents. However, as presented in the systematic literature review, there are several options of technologies available, but they must be analyzed for the feasibility of energy recovery, related to technical, economic, social, environmental and territorial aspects. In order to bring the study closer to reality, the State of Maranhão was used as a case study. Several official and public data were assembled and compared with the survey by municipality, identifying that 197 from the 217 municipalities, do not have a collective solution to sanitation and that there is a gap in the available information. Based on the data collected, the municipalities were divided into groups, by similarity, for sampling and laboratory analysis, which allowed the calculation of the biogas generation potential using Theoretical Methane Potential (TMP) and carrying out experiments to determine the Biogas Methane Potential (BMP). All potential analyzes indicate difficulties in the generation of biogas in the state's municipalities. It was observed that for carbon values above 19%, there is biogas production potential, as in the case of São Luís and Codó. However, the same was not identified in the experiments, probably due to the low limit of detection or low amount of sample. Taking into account the material compiled by the Mixed Research Method, it is observed that Maranhão has a small group of municipalities (six) more likely to adopt energy recovery technologies, a scenario that may improve with the higher concentration of solids in the effluent. The size of the population, the concentration of the effluent, the existing infrastructure and the availability of investments indicate might be the main aspects that influence this scenario. The other two groups, which add up to 211 municipalities, have the option of using solutions involving small-scale reactors and codigestion with solid waste to generate biogas, for example. Further studies with collections during many months of the year, as well as more information about WWTP, also reliable data on sanitation from each municipality and the creation of an indicator to measure the feasibility of using energy recovery are important for the advancement of research and for the adoption of these solutions in the State of Maranhão and Brazil.
 
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Data de Publicação
2021-09-15
 
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