PROCESSOS HIDROLÍTICOS PARA MINIMIZAR A PRODUÇÃO DE LODOS DE ESGOTO

A digestão anaeróbia de lodos é um processo de estabilização biológica, onde um consórcio de diferentes tipos de microrganismos, na ausência de oxigênio molecular, promove a transformação de compostos orgânicos em produtos simples como metano e gás carbônico.

Para haver essa transformação o processo passa por três etapas:

-          hidrólise;

-          acidogênese e acetogênese;

-          metanogênese.

Quando se trata de substratos particulados como os lodos orgânicos, o passo limitante é representado pela hidrólise. A hidrólise se refere ao processo de quebra de moléculas orgânicas complexas, caracterizadas pelos polímeros de carboidratos, proteínas, lipídeos e suas combinações, convertendo em moléculas menores. Seus objetivos são: aumentar a solubilização dos sólidos presentes no lodo; melhorar a eficiência de um processo subseqüente de degradação biológica ou para a remoção ou reciclagem de nutrientes como o fósforo e o nitrogênio; promover a desidratação do lodo; reduzir patógenos; ou suprimir a formação da escuma. É um processo eficaz, embora consiga hidrolisar somente 50% da matéria orgânica na forma de sólidos voláteis.

Durante o processo de digestão anaeróbia, a hidrólise passa a ter dois mecanismos:

-          hidrólise primária, que corresponde a desintegração de organismos complexos;

-          hidrólise secundária, que corresponde a morte da biomassa e a liberação de moléculas.

Nos processos físicos e químicos da hidrólise dos substratos complexos da matéria orgânica presente em lodos pode reconhecer, fundamentalmente, dois mecanismos dos agentes hidrolíticos atuando nos seguintes compartimentos:

-          atuação direta sobre a biomassa;

-          fracionamento dos compostos orgânicos macromoleculares.

Esse processo promove, primeiramente, a morte e o rompimento celular da fração de biomassa por meio da destruição de paredes e membranas celulares. Após a morte celular, o conteúdo protoplasmático é liberado para o meio. Esse conteúdo e formado por moléculas menores e com maior degradabilidade. Dessa forma a diferença preferencial entre a hidrólise natural e a induzida é o ataque à biomassa.

O processo físico pode ser feito através de tratamento térmico, ultra-som e desintegração mecânica.

No processo físico, o lodo é tratado com temperatura entre 60º e 180º, o que promove a redução de água. Os carboidratos, lipídios e proteínas, são as moléculas mais afetadas pelo calor. A temperatura, também promove o rompimento das membranas celulares, promovendo a liberação do conteúdo celular.

Com a utilização de ultrassom, produz-se cavitação quando a pressão local na fase líquida cai abaixo do valor da evaporação e isso provoca a formação de microbolhas, que aumentam de tamanho e entram em colapso, provocando elevadíssimas temperaturas dentro e nas imediações das bolhas. Desta forma as forças mecânicas produzem a desintegração do lodo.

No processo químico, os efeitos de ácidos e bases combinados com calor podem promover a liberação de produtos de separação molecular e aumentar o grau de matéria orgânica solúvel, que pode ser avaliada em termos de DQO solúvel ou filtrada em relação a DQO total.

A hidrólise química de lodos orgânicos inclui principalmente os tratamentos ácidos e alcalinos e, assim, promovem a solubilização da matéria orgânica (DQO), acelerando, conseqüentemente, o processo de estabilização e aumentando a biodisponibilização de substratos assimiláveis no meio.

A degradação da fração orgânica de lodos gerada em conseqüência de tratamentos biológicos é realizada naturalmente e principalmente pela via enzimática.  A atividade enzimática pode ser largamente influenciada pela temperatura e pelo pH do meio. Geralmente, a temperatura ótima de atividade situa-se em torno de 25º a 30ºC, com efeitos negativos sobre a atividade de enzimas hidrolíticas em temperaturas abaixo de 15º C.

 

REFERÊNCIA:

-          CHERNICARO, C. A. L. et al., Hidrólise e Atividade Anaeróbia em Lodos, in Cassini, S. T. (coord), Digestão de resíduos sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás, Rio de Janeiro, ABES-Rima, 2003, p. 15-25.