Relatorio da visita á ETAR

Resumo

O grupo “Os Bacterianos” - constituído pelos alunos, Ana Raquel de Aguiar, Beatriz Bento, Débora Craveiro e Elton Costa- , no âmbito do trabalho de área de projecto, está a realizar um projecto que tem como objectivo a transformação de energia microbiológica em energia eléctrica, realizaram uma visita de estudo á ETAR de Chelas no dia 20 de Janeiro de 2011.

Esta visita teve como objectivo a melhor compreensão do processo de tratamento das águas residuais, bem como a obtençao de informação acerca da bactéria Escherichia coli. Em relação à bactéria, pretendíamos, nomeadamente, investigar se a partir daquele meio (águas residuais) seria possível obter esta bactéria, existente em grandes quantidades na ETAR.

Como resultado desta visita, tivemos acréscimo de objectivos ao nosso projecto, alargando este para a temática do biogas. As informações recolhidas no decurso desta visita permitiram-nos elaborar um protótipo que permitirá, simultaneamente, a produção de biogas e de energia eléctrica a partir de um digestor anaerobio.

Introdução

No inicio deste ano lectivo tivemos conhecimento de um kit do visionarium, o kit da pilha da energia microbiológica, que nos permitirá construir um pilha capaz de transformar energia microbiológica em energia eléctrica, através de uma membrana promotora de protões. Esta pilha irá produzir energia eléctrica a partir de electrões resultantes do metabolismo da bactéria Escherichia coli, e da levedura Saccharomyces cerevisae.

É tendo como base este kit que construímos todo o nosso projecto. Deste modo, e tentando alargar o âmbito do nosso projecto, planeámos uma visita de estudo a uma ETAR tendo em conta que aqui a E.coli encontra-se em grandes quantidades. Isto deve-se ao facto do seu habitat natural ser o lumen intestinal dos seres humanos, assim como de outos animais de sangue quente. Nos intestinos, a E.coli desempenha um importante papel na digestão dos alimentos, mantendo uma relação de simbiose com o ser humano. Assim, existem, enquanto parte da microbióta normal do intestino, em grandes números. Cada pessoa evacua em média, com as fezes, um trilhão de bactérias E.coli todos os dias, confirmando as elevadas quantidades deste microorganismos nas ETARs.

Tendo em vista uma preparação para esta visita de estudo, ainda no início do nosso projecto, fizémos uma pesquisa sobre o funcionamento de uma ETAR. Com esta pesquisa tomámos conhecimento que existem quatro tipos de tratamentos de um efluente (Pré-tratamento, Tratamento Primário, Tratamento Secundário e Tratamento Terciário) que se processam a vários níveis da ETAR, sempre com o objectivo de retirar os poluentes das águas encaminhadas para a ETAR, melhorando a qualidade dos efluentes antes de serem lançados no meio ambiente.

De uma forma resumida, o Pré-tratamento é a remoção dos flutuantes através da utilização de grelhas e de crivos grossos; e a separação da água residual das areias a partir da utilização de canais de areia. Enquanto que o Tratamento Primário (Esquema 1) é um processo exclusivamente de acção física onde a matéria poluente é separada da água por sedimentação, durante o qual se filtram sólidos de grandes dimensões e se decanta grande parte da matéria sólida em suspensão.

Seguidamente, processa-se o Tratamento Secundário que é constituído por processos biológicos, onde podem ser utilizados dois tipos diferentes de tratamento: aeróbio, no qual bactérias aeróbias removem até 90% da matéria orgânica oxidável, usando tanques de percolação ou tanques de lamas activadas; Anaeróbio, podem ser utilizadas as lagoas ou digestores anaeróbios. È durante este processo de digestão das lamas que se forma o biogás, podendo ser queimado para a produção de electricidade, ou para o aquecimento de instalações.

Por último, o Tratamento Terciário é constituído por processos físico-químicos que têm como fim a remoção de poluentes específicos que permanecem na água após os tratamentos primário e secundário, como por exemplo microrganismos patogénicos. Finalmente, antes de ser descarregada, a água resultante é sujeita a desinfecção através da absorção, e se necessário, tratamento com cloro e ozono.

Esta visita à ETAR de Chelas, decorrida no dia 20 de Janeiro, teve como objectivo, para além de melhorar compreeenção do funcionamento dos processos de tratamento de águas que ocorrem nula ETAR, o estudo de um meio a partir do qual se pudesse obter a bactéria Escherichia coli e, simultaneamente, a matéria que o microrganismo pudesse metabolizar, produzindo assim electricidade. Para além de ter como objectivo o alargamento do âmbito nosso projecto.

Narração os acontecimentos:

Chegamos á ETAR de Chelas por volta das 10h da manha. Depois de nos termos apresentado na portaria foi-nos indicado o caminho para a sala de controlo, onde, após uns momentos de espera, a engenheira Isabel, que foi a nossa guia durante a visita, foi ao nosso encontro. Nesta sala foi-nos explicado todo o funcionamento da ETAR ao mesmo tempo que nos foram mostrados esquemas de todos os processos pelos quais as águas encaminhadas para a ETAR passam, assim como nos foram esclarecidas algumas dúvidas que levantámos. Seguidamente a Isabel levou-nos numa visita guiada pelo recinto da ETAR, o que nos permitiu ver mais de perto todas as máquinas que tornam possível o tratamento das águas residuais. Finalmente, voltando á sala de controlo, foram-nas fornecidas duas amostras das águas residuais de duas fases diferentes do tratamento das águas. Uma amostra continha a água que chega á ETAR, ou seja, ainda sem qualquer tipo de tratamento, enquanto que a outra amostra foi retirada de um digestor anaeróbio, ou seja, já tinha passado por todos os processos de tratamento que ocorrem até ao Tratamento Secundário.

Destas amostras que nos foram fornecidas iremos posteriormente fazer o tratamento e contagem das bactérias ali existentes, bem como proceder à testagem medição da energia microbiológica que se consegue produzir através destas amostras, colocando-as na pilha electroquímica, na expectativa de produção de energia eléctrica.

Discussão

Uma vez que durante o Tratamento Secundário ocorre a produção de biogas no digestor anaeróbio, onde é possivel encontrar E.coli em grande número, tivemos a ideia de um protótipo (esquema 2), uma membrana promotora de protões que iria revestir o digestor anaeróbio, permitindo a produção de energia eléctrica simultaneamente á produção do biogas. Isto iria contribuir para um maior rendimento da ETAR, pois estariamos a produzir duas energias renováveis ao mesmo que se realiza um melhoramento da qualidade das águas residuais. Deste modo, queremos compreender melhor como se processa a formação do biogás num digestor anaeróbio, com o objectivo de verificar se o nosso prototipo será viável. Para isso, iremos planificar uma visita de estudo a uma instituição que nos possa ajudar neste tópico.

Sendo o biogas uma energia renovável, apresenta enúmeras vantagens.

O biogás pode ser utilizado directamente como combustível; para aquecimento ou iluminação, através da combustão directa, tanto a nível domestico como industrial; ou pode ser aplicado em motores de combustão interna ou diesel para obter energia mecânica ou energia eléctrica.

Conclusão

Com a visita à ETAR, compreendemos que não seria necessário extrair a e.coli das águas residuais. Podemos utilizar directamente as águas residuais. Estas contêm substratos que possibilitam a nutrição e o metabolismo das bacterias E.coli,  que se prolifera rapidamente, ou seja, este é um meio no qual a bacteria é capaz de efectuar as reacções necessárias à produção de energia .

 O protótipo que idealizámos,caso construido, permitiria que ocorresse a produção de energia eléctrica em simultaneo com a produção de biogás. Os dois porcessos realizar-se-iam de forma autonoma, não existindo interferência no processo de produção de cada um dos tipos de energia: dentro do digestor encontram-se, em conjunto, bactérias metanogenicas que produzem o biogas e e.coli, bacterias que em condições anaerobias conseguem metabolizar a glicose, libertando electrões para o meio envolvente, que seriam captados por mediadores e forçados a atravessar um circuito externo. A membrana premutadora de protões permite que entre os electrólitos seja criada uma diferença de potencial, responsável pelo movimento dos electrões através do circuito externo.

Anexos