O que é Codigestão Anaeróbia?

Codigestão anaeróbia

Combinação de substratos orgânicos para potencializar a produção de biogás

 

Aqui no Portal Energia e Biogás, já discutimos sobre o processo de digestão anaeróbia, seus fundamentos, benefícios e aplicações. Sempre destacamos a utilização de diferentes substratos orgânicos como matéria-prima para a produção de biogás, normalmente utilizando um substrato por vez (monodigestão).

Mas o que aconteceria se misturássemos diferentes substratos para serem biodigeridos juntos? Com esse enfoque, hoje vamos falar sobre a codigestão anaeróbia.

Afinal, o que é codigestão anaeróbia? 

De forma simples e objetiva, a codigestão anaeróbia consiste em uma técnica aprimorada de digestão anaeróbia que combina o tratamento de dois ou mais tipos de substratos orgânicos. Esta abordagem visa favorecer as reações bioquímicas durante o processo de fermentação, resultando em uma produção de biogás mais eficiente.

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Quais são as vantagens técnicas da codigestão quando comparadas à monodigestão? 

Para responder a essa pergunta, vamos começar pelo ponto considerado mais estratégico: a estabilidade do processo. A estabilidade do processo de codigestão é um grande desafio a ser alcançado, mas quando há êxito no processo anaeróbio com cosubstratos, o equilíbrio na relação carbono/nitrogênio (C:N) e o balanço de nutrientes certamente potencializam o rendimento do processo em termos de produção de metano.

O segundo ponto a destacar é o enriquecimento da comunidade microbiana ativa, promovendo uma digestão mais completa e eficaz. A codigestão favorece uma maior diversidade do consórcio de micro-organismos anaeróbios, sendo uma vantagem para reduzir o tempo de retenção hidráulica (TRH), aumentar a taxa de biometanização e proporcionar ao sistema anaeróbio maior resiliência e adaptabilidade contra mudanças no processo de alimentação do reator. Essas mudanças podem ser denominadas “choques no processo de alimentação”, especialmente quando são repentinas e têm potencial para causar desequilíbrios no sistema, como: introdução súbita de um novo tipo de substrato em grandes quantidades, alterações nas condições operacionais, mudança de alimentação contínua para alimentação em batelada, queda abrupta do pH devido ao acúmulo de ácidos voláteis, entre outros.

No terceiro ponto, podemos destacar a diluição de inibidores. Cosubstratos podem diluir a presença de agentes inibidores, presentes em um dos substratos utilizados, que poderiam prejudicar a atividade microbiana. Esse equilíbrio é crucial para manter o processo funcionando de maneira eficiente.

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Em relação ao mercado, a planta de biogás que opera com codigestão é um negócio mais seguro? 

Sim, uma planta de biogás que opera com codigestão pode ser um negócio mais seguro em comparação com uma planta que opera somente com monodigestão, justamente por estar menos exposta à dependência de um único tipo de substrato.

A codigestão em termos de diversificação de substratos e redução de risco para um negócio de produção de biogás podemos destacar:

• Redução de Dependência: A codigestão utiliza múltiplos tipos de substratos, como resíduos agrícolas, resíduos alimentares, esterco e outros materiais orgânicos. Isso reduz a dependência de um único tipo de substrato e, consequentemente, diminui os riscos associados à disponibilidade e variação de preço de um substrato específico.
• Garantia de Fornecimento: Com a possibilidade de utilizar diferentes fontes de resíduos, a planta tem maior segurança no fornecimento constante de matéria-prima, mitigando riscos relacionados à sazonalidade e falhas na cadeia de abastecimento.

Considerações Finais 

A codigestão representa uma estratégia eficaz para a redução de riscos em um negócio de produção de biogás, proporcionando maior segurança operacional, estabilidade de produção e flexibilidade na gestão de substratos. Essa abordagem não só melhora a viabilidade econômica da planta de biogás, mas também contribui para a sustentabilidade ambiental ao promover o uso eficiente e diversificado de resíduos orgânicos.

No entanto, é importante ficar atento aos desafios para viabilizar um projeto de codigestão, como a compatibilidade dos substratos utilizados, integrando suas características físico-químicas de forma que os substratos se complementem. Acertar a proporção da mistura também é um ponto que exige muita atenção e demanda planejamento experimental para identificar a combinação mais eficiente.

Da mesma forma, os ensaios experimentais possibilitarão a identificação dos parâmetros operacionais com relação custo/benefício otimizados, como pH e alcalinidade, temperatura do processo, tempo de retenção hidráulica (TRH), carga orgânica volumétrica (COV), e vazões de entrada e saída do reator. As análises regulares da mistura dos substratos e do digestato devem garantir a qualidade e a eficiência do processo.

Desenvolver e operar um sistema de codigestão eficiente exige conhecimento técnico especializado. É importante que os operadores sejam treinados adequadamente e que haja suporte técnico disponível para resolver problemas que possam surgir durante a operação.

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Referências Bibliográficas Consultadas

• GUERI, Matheus Vitor Diniz. Codigestão Anaeróbia de Resíduos Alimentares com Aparas de Grama Submetida à Hidrólise Alcalina com NaOH. 2023. Disponível em: < UNILA > 
• LEITE, Valderi Duarte et al. Codigestão anaeróbia de resíduos orgânicos. Rev. DAE, v. 65, p. 35-46, 2017. DOI:10.4322/dae.2017.004
• Estudo analisa o potencial tecno-econômico da codigestão anaeróbia do lodo de esgoto, vinhaça de vinho e esterco de aves

O que achou dessa pauta? Fique a vontade, contribua e deixe o seu comentário. 

Até breve!

Série de posts “Grânulos do Saber”

O que são grânulos?

Sobre processos anaeróbios, em algumas condições há a formação de estruturas constituídas por micro-organismos anaeróbios, os grânulos anaeróbios.

Essas estruturas (aglomerados de diferentes micro-organismos) possibilitam de forma mais eficiente a transferência de nutrientes e favorecem a sobrevivência da comunidade microbiana.

Esses aglomerados de micro-organismos densamente agrupados contribuem para aceleração do processo de digestão anaeróbia, principalmente em lodos de reatores UASB.

Figura 1 -  Frascos reatores para cultivo de lodo granular anaeróbio.

Os grânulos anaeróbios são esferas muito pequenas e possuem uma vasta comunidade de seres vivos. Atuam na decomposição da matéria orgânica e possibilitam reciclagem de nutrientes.

Figura 2 - Frascos reatores com mistura de grânulos anaeróbios (pontos pretos) e substratos (conteúdo mais claro).

Seguindo o conceito sobre “pequenas pérolas com conteúdo adensado” o Portal Energia e Biogás publica uma série de posts “Grânulos do Saber” -  pequenos posts para contribuir com disseminação de informações sobre processo de produção de biogás.

Acompanhe sempre o nosso conteúdo específico sobre a ciência por trás do processo anaeróbio e produção de biogás.

Em breve novos posts “Grânulos do Saber”.
Até logo!

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Confira outras matérias do Portal Energia e Biogás, acesse:

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• Digestão Anaeróbia
• Biodigestor - Reator anaeróbio
• Substratos - a matéria-prima para produção de biogás
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