Determinação de parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos de Santo André – SP

Determinação de parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos de Santo André – SP por meio de testes do potencial bioquímico de metano

O objetivo da pesquisa foi determinar os parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia dos resíduos sólidos orgânicos do município de Santo André – SP por meio de testes do potencial bioquímico de metano (teste BMP).

Para atingir os objetivos foi estruturado um laboratório de biogás, na Universidade Federal do ABC, seguindo os requisitos de normas técnicas internacionais para avaliação do potencial de produção de biometano em frações orgânicas de resíduos. Assim como, capacitar a equipe para realização das análises de caracterização da carga orgânica das amostras e realização de ensaios de biometanização.

O desenvolvimento deste trabalho possibilitou um melhor entendimento do processo de digestão anaeróbia e a avaliação da aplicação de metodologias para determinar o potencial de produção de biometano de diferentes substratos. A estruturação do laboratório de biogás na Universidade Federal do ABC possibilitou a obtenção dos primeiros dados de produção de biogás, a partir da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos, resíduos de feira livre e resíduos de centrais de abastecimento de hortifrúti, o que permitirá trabalhos futuros e projetos adequados, para avaliar potenciais de produção de biogás com estimativas mais fieis as condições operacionais locais.

Resumo

Objetivou-se neste trabalho a determinação experimental dos parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia de alguns tipos de resíduos sólidos orgânicos do município de Santo André – SP através de testes do potencial bioquímico de metano. Para isso foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre as características dos resíduos sólidos no Brasil e em Santo André, sobre o processo de biodigestão anaeróbia, os parâmetros que influenciam seu desempenho e os modelos matemáticos desenvolvidos para simulá-lo. Foi feito o levantamento das principais normas internacionais sobre os testes que caracterizam o potencial de biometanização de substratos diversos, e trabalhos publicados sobre testes realizados em diversos substratos. Foi necessário também realizar a montagem do laboratório de biogás na Universidade Federal do ABC e capacitar a equipe para realização das análises de caracterização da carga orgânica das amostras de substratos e inóculos. O inóculo utilizado foi o lodo de um reator anaeróbio de uma granja localizada no município de Tietê – SP (Granja Dacar) e os substratos testados foram amostras da fração orgânica da coleta indiferenciada de 6 subsetores do município de Santo André, além de uma amostra da coleta de resíduos de uma feira livre e uma amostra dos resíduos da Central de Abastecimento Municipal (CRAISA). As amostras de inóculo e substratos foram caracterizadas em triplicata, assim como a execução dos testes de biometanização, que foram realizados de acordo com a norma VDI 4630. Os resultados obtidos da produção específica de biogás depois de 39 dias de teste variaram entre 52 e 471 Nml.g-1SVadicionada enquanto a taxa máxima de produção de metano (B0) ficou entre 53 e 476 NmlCH4.g-1SVreduzida. A taxa média de decaimento obtida (K) foi de 0,024 ± 0,007 d-1. A concentração de CH4 no biogás produzido variou entre 70,1% e 21,1%. A taxa de degradação da massa de sólidos voláteis ficou entre 46,8% e 83,2%. Devido a perdas de biogás detectadas durante a realização dos testes de biometanização, há indícios que os valores obtidos em alguns testes tenham sido subestimados, embora vários resultados tenham sido muito próximos dos relatados na literatura. A heterogeneidade do substrato ocasionou uma grande dispersão no perfil das curvas de produção específica de biogás, mesmo entre amostras de uma mesma triplicata.

Palavras-chave: digestão anaeróbia, resíduos orgânicos, biogás, parâmetros cinéticos, potencial bioquímico de metano.
 

Referência

LIMA, H. Q. Determinação de parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos de Santo André – SP por meio de testes do potencial bioquímico de metano. 2016. 153 f. Tese (Doutorado) – Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Santo André – SP, 2016.