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Tratamento dos resíduos sólidos orgânicos da UFSC através de biodigestor anaeróbio

Resumo: O excesso de resíduos gerados pela população mundial aliado à escassez de local apropriado para o seu tratamento e destinação final faz do resíduo sólido urbano (RSU) um grande problema para o meio ambiente assim como para as entidades governamentais. Uma opção ao tratamento do RSU é a utilização de reatores anaeróbios. A finalidade dos biodigestores é criar um ambiente ideal para o desenvolvimento da cultura microbiana para que a fração orgânica seja degradada, sendo os resultados da fermentação anaeróbia o biofertilizante e o biogás. Com o objetivo de beneficiar as características de funcionamento de um biodigestor, foi realizado o tratamento anaeróbio dos resíduos orgânicos (RSO) do restaurante universitário da UFSC utilizando a co-digestão com resíduos de jardinagem (RJ), alimentação semi-contínua, temperatura mesofílica (35°C) e cargas orgânicas de 1,0, 2,0 e 4,0 Kg de STV/m3 /dia. Dentre os principais resultados verificou-se a máxima eficiência de conversão de sólidos em biogás (6,4%), concentração de 64% de metano no biogás, PEM de 0,45LCH4/g STVremovido e remoção de DQO superior a 60% para a carga de 2,0 Kg de STV/m3 /dia. Ocorreu a acidificação do meio (pH = 4) quando a carga aplicada subiu para 4,0 Kg de STV/m3 /dia assim como o aumento da concentração de CO2 (máximo de 74%) no biogás. Devido à heterogeneidade do substrato e ineficiência do sistema de agitação, através do balanço de massa, foi constatado o acúmulo de ST, STV e DQO no biodigestor piloto. Quando operado com a carga orgânica aplicada de 2,0 Kg de STV/m3 /dia o sistema se mostrou eficiente para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos, atingindo valores superiores a 90% de remoção de sólidos e produção média de biogás de 9,8L/d.

Introdução: Estudos da Organização das Nações Unidas (ONU) e do Banco Mundial estimam que no mundo sejam gerados 1,4 bilhões de toneladas/ano de resíduos sólidos urbanos (RSU) e até 2025 esse valor deva alcançar 2,2 bilhões/ano (PNUMA, 2015). Só o Brasil é responsável pela coleta de 259,5 mil toneladas de RSU diariamente, constituído por 51,4% de material orgânico (IBGE, 2008). A preocupação com a saúde e o meio ambiente faz dos RSU uma opção valiosa na geração de energia. Esse material, ao ser depositado em aterros e/ou lixões produz gases que podem escapar para a atmosfera e poluir o ambiente. A fração orgânica passa pelo processo de bioestabilização gerando percolado com elevada concentração DQO e ácidos graxos voláteis (AGV) e muitas vezes rico em metais pesados. Em condições controladas ocorre a degradado em menor tempo do resíduo sólido orgânico (RSO) e os subprodutos, o biogás e o biofertilizante, podem ser utilizados, além de evitar a geração de churume (CHARLES et al., 2009). No Brasil a aprovação da lei No 12.305/2010 que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) considera a distinção entre resíduo (material que pode ser reaproveitado ou reciclado) e rejeito (material que não é passível de reaproveitamento), no contexto do processo de gestão de resíduos e na busca de alternativas e soluções aos grandes problemas ambientais, sociais e de saúde pública. Ainda, a lei tem entre seus princípios e objetivos, a prevenção e a precaução, o desenvolvimento sustentável, a ecoeficiência e a responsabilidade para dar a destinação ambientalmente adequada dos rejeitos. A PNRS determinou metas para a eliminação e recuperação de lixões a céu aberto, a partir de 2014 as cidades devem destinar corretamente seu lixo, e as cidades que mantiverem lixões a céu aberto receberão multa. Uma alternativa à destinação final dos RSU, e que se mostra economicamente viável é a utilização de biodigestores anaeróbios. A finalidade dos biodigestores é criar um ambiente ideal para o desenvolvimento da cultura microbiana (bactérias fermentativas, acetogênicas e metanogênicas), responsável pela digestão anaeróbia do material orgânico, ou seja, ausência de oxigênio para que o resíduo orgânico seja degradado, tendo como resultado da fermentação anaeróbia o biofertilizante, que apresenta baixa toxicidade, odor agradável, quando comparado aos resíduos em sua condição inicial, e o 22 biogás (COMASTRI FILHO, 1981, FARRET, 1999, CATAPAN e CATAPAN, 2009). O tratamento anaeróbio sequencial é uma tecnologia dominada e utilizada em estações de tratamento de esgoto (ETE), em Florianópolis temos as ETEs do Saco Grande e Lagoa da Conceição como exemplos. A literatura é ampla sobre o assunto, Leite et al. (2015) mostrou o potencial de produção de biogás de um biodigestor anaeróbio tratando lodo adensado, obtendo degradação da fração orgânica de lodo acima de 80% e concentração de metano no biogás superiora 60%. Outros autores mostram a eficiência desse processo no tratamento de lodo de tanque séptico isolados ou com RSO (BELLI FILHO et. al., 2002; PINTO, 2006). Já para tratamento de RSO a tecnologia usualmente aplicada são os biodigestores anaeróbios em batelada, este modelo proporciona a degradação da matéria orgânica e a produção de biogás. Entretanto enfrenta problemas de acidificação do meio (UENO et. al., 2013, DUARTE, 2014, SCHULZ, 2015). O RSO é um material com grande potencial para a geração de energia, além de apresentar um subproduto rico em material orgânico que pode e deve ser utilizado na agricultura. Para evitar que o RSO seja despejado em aterros sanitários e torne-se um problema ambiental é necessário encontrar técnicas que maximizem o tratamento e sejam economicamente viáveis. Na busca de um método mais eficiente, visando obter máxima conversão de material orgânico em biogás e evitar os processos de acidificação no reator este trabalho tem como objetivo geral realizar o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos do Restaurante Universitário do campus da UFSC através de biodigestor anaeróbio semi-sequencial.

Autores: Carina Malinowsky.

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