quinta-feira, 31 de janeiro de 2013

DIGESTÃO ANAERÓBICA


DIGESTÃO ANAERÓBICA


A digestão anaeróbica é o processo de decomposição orgânica onde as bactérias anaeróbicas, que sobrevivem na ausência de oxigênio, conseguem rapidamente decompor os resíduos orgânicos.

A digestão anaeróbica se divide em 04 estágios:

Hidrólise: estágio no qual as moléculas orgânicas complexas são quebradas em açúcares, amino-ácidos, e ácidos graxos com a adição de grupos hidroxila.

Acidogênese: continuação de quebra em moléculas menores ocorrendo formação de ácidos graxos voláteis (ex. acético, propiônico, butírico, valérico) e produção de amônia, dióxido de carbono e H2S como subprodutos.

Acetogênese: moléculas simples da acidogênese são digeridas produzindo dióxido de carbono, hidrogênio e ácido acético.

Metanogênese: ocorre formação de metano, dióxido de carbono e água.


DIGESTÃO ANAERÓBICA NO SER HUMANO


No homem, todo o sistema digestivo mede cerca de nove metros de comprimento. Em uma pessoa adulta saudável este processo pode levar entre 24 e 72 horas. A fisiologia da digestão varia entre indivíduos, e é influenciada por diversos outros fatores tais como as características dos alimentos e o tamanho da refeição.

O aparelho digestivo, nos humanos, é responsável por obter dos alimentos ingeridos os nutrientes necessários às diferentes funções do organismo, como crescimento, energia para reprodução, locomoção, etc. É composto por um conjunto de órgãos que têm por função a realização da digestão. Sua extensão desde a boca até o ânus é de 6 a 9 metros em um ser humano adulto.

O papel da digestão é transformar as moléculas grandes e complexas dos alimentos em outras, pequenas, simples e solúveis. É somente após essas modificações que os nutrientes podem ser distribuídos por todo o organismo através do sangue e da linfa.
A digestão abrange processos mecânicos e químicos. Os primeiros correspondem à preparação e à mistura dos alimentos com as enzimas para a efetivação da digestão química. A mastigação, a deglutição e o peristaltismo (peristalse) são atividades mecânicas, controladas por ação nervosa, voluntária ou não. Já as etapas químicas de digestão, que dependem da produção e ação de numerosas enzimas e de outras substâncias auxiliares, são reguladas por ação nervosa e hormonal.

O tubo digestório humano compreende: boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso, reto e ânus. Suas glândulas anexas são os três pares de glândulas salivares (parótidas, sublinguais e submaxilares), o fígado e o pâncreas.
Na boca o alimento é mastigado e misturado à saliva, que contém uma amilase, a ptialina. Inicia-se aí o desdobramento das moléculas de amido.

Depois de algum tempo no estômago, o alimento se apresenta como uma pasta,  que passa lentamente para o duodeno. No duodeno, que é a porção inicial do intestino delgado, desembocam os canais do pâncreas (pancreático) e do fígado (colédoco).
Os produtos finais da digestão ficam em solução, o quilo, e em condições de serem absorvidos. Na parede intestinal, esses nutrientes chegam aos vasos sangüíneos e linfáticos e caem na circulação geral. Os restos que não são digeridos, misturados ainda a grande volume de água, passam para a primeira porção do intestino grosso, o ceco, uma espécie de bolsa que continua pelo cólon ascendente, do lado superior, e tem o apêndice do lado inferior.

O intestino grosso (cólon ascendente, transverso e descendente) é responsável por grande reabsorção de água; consequentemente, o material não-digerido que chega ao reto, sua porção final, já constitui as fezes, semi-sólidas. As fezes contêm ainda restos de descamação da mucosa digestiva e grande número de bactérias da flora intestinal, além dos pigmentos biliares que lhes dão a cor característica. Finalmente, a explusão das fezes se processa pela abertura do esfíncter anal, assim como a Flatulência ou flato (do latim flatus, sopro) é uma ventosidade anal que pode ser ruidosa ou não e tem um cheiro fétido. Tem origem dos gases que são ingeridos juntamente com a comida e, minoritariamente, dos gases acumulados durante o processo de digestão dos animais, na etapa de decomposição dos resíduos orgânicos dentro do intestino. Um desses processos é a fermentação de carboidratos por bactérias. A intensificação da flatulência pode ocorrer em pessoas ansiosas, que falam ao comer ou que comem muito depressa, ou em pessoas que sofrem de parasitoses intestinais.

O odor dos flatos provêm de pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico) e enxofre e os mercaptanos livres na mistura. Quanto mais rica em enxofre for a dieta, mais desses gases vão ser produzidos pelas bactérias no intestino, fazendo portanto com que estes gases cheirem ainda pior. O odor desagradável, porém, deriva de compostos do enxofre, como o gás sulfídrico.

Pratos como cebola, couve-flor e ovos são notórios por produzirem esses gases. As leguminosas, como o feijão ou grãos, por exemplo, produzem grandes quantidades de gases, não necessariamente fétidos, isso se deve à presença de açúcares que os seres humanos não conseguem digerir. Quando esses açúcares chegam aos intestinos, as bactérias produzem uma enorme quantidade de gás. Outros produtores notórios de gases são milho, pimenta, repolho e leite.

Resumo do processo: Entrada: Alimento para o ser humano
                                  Saida: Liquido, Sólido, e gás


DIGESTÃO ANAERÓBICA DO ESGOTO DOMÉSTICO





O esgoto é a água que foi usada pela comunidade em diversas atividades como lavagem de pratos na cozinha, banho, a descarga no vaso sanitário etc. Sendo que este esgoto doméstico é composto basicamente por 99.9% de água e 0.1% de sólidos (partículas orgânicas, inorgânicas, suspensas e dissolvidas, além de microorganismos). O tratamento de esgotos, portanto, se resume na remoção desta fração sólida com a máxima eficiência possível.


No tratamento do esgoto doméstico, em sistemas de segunda geração como o digestor anaeróbio de fluxo ascendente, UASB, tem se destacado por ser muito mais aplicado que os outros. Os UASB são reatores de manta de lodo no qual o esgoto afluente entra no fundo do reator e em seu movimento ascendente, atravessa uma camada de lodo biológico que se encontra em sua parte inferior, e passa por um separador de fases enquanto escoa em direção à superfície.

O reator Uasb em sua coluna ascendente consiste de um leito de lodo, sludge bed, uma zona de sedimentação, sludge blanket, e o separador de fase, gas-solid separator - GSS (Narnoli e Mehrotra, 1996). Este separador de fases, um dispositivo característico do reator (van Haandel e Lettinga, 1994), tem a finalidade de dividir a zona de digestão (parte inferior), onde se encontra a manta de lodo responsável pela digestão anaeróbia, e a zona de sedimentação (parte superior). A água residuária, que segue uma trajetória ascendente dentro do reator, desde a sua parte mais baixa, atravessa a zona de digestão escoando a seguir pelas passagens do separador de fases e alcançando a zona de sedimentação.

A água residuária após entrar e ser distribuída pelo fundo do reator UASB, flui pela zona de digestão, onde se encontra o leito de lodo, ocorrendo a mistura do material orgânico nela presente com o lodo. Os sólidos orgânicos suspensos são quebrados, biodegradados e digeridos através de uma transformação anaeróbia, resultando na produção de biogás e no crescimento da biomassa bacteriana. O biogás segue em trajetória ascendente com o líquido, após este ultrapassar a camada de lodo, em direção ao separador de fases.

No separador de fases, a área disponível para o escoamento ascendente do líquido deve ser de tal forma que o líquido, ao se aproximar da superfície líquida livre, tenha sua velocidade progressivamente reduzida, de modo a ser superada pela velocidade de sedimentação das partículas, oriundas dos flocos de lodo arrastados pelas condições hidráulicas ou flotados. Isto possibilita que este material sólido que passa pelas aberturas no separador de fases, alcançando a zona superior do reator, possa se sedimentar sobre a superfície inclinada do separador de fases. Naturalmente que esta condição dependerá das condições hidráulicas do escoamento. Desse modo, o acúmulo sucessivo de sólidos implicará consequentemente, no aumento contínuo do peso desse material o qual, em um dado momento, tornar-se-á maior que a força de atrito e, então, deslizarão, voltando para a zona de digestão, na parte inferior do reator. Assim, a presença de uma zona de sedimentação acima do separador de fases resulta na retenção do lodo, permitindo a presença de uma grande massa na zona de digestão, enquanto se descarrega um efluente substancialmente livre de sólidos sedimentáveis (van Haandel e Lettinga, 1994).

Na parte interna do separador de fases fica a câmara de acumulação do biogás que se forma na zona de digestão. O projeto do UASB garante os dois pré-requisitos para digestão anaeróbia eficiente: a) através do escoamento ascensional do afluente passando pela camada de lodo, assegura-se um contato intenso entre o material orgânico e o lodo e b) o decantador interno garante a retenção de uma grande massa de lodo no reator (van Haandel e Catunda,1995). Com o fluxo ascendente a estabilização da matéria orgânica ocorre na zona da manta de lodo, não havendo necessidade de dispositivos de mistura, pois esta é promovida pelo fluxo ascensional e pelas bolhas de gás (Oliva, 1997). 



Resumo do processo: Entrada: Alimento para as bactérias
                                  Saida: Liquido, Sólido, e Gás

Fonte: O Autor, Sanepar, Carlos Fernandes, internet




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