Caracterização de resíduos orgânicos e implantação de um biodigestor em escala comercial em um shopping na região Metropolitana do Recife

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Ambiental

Autores

Silva, G.A. (UFPE) ; Ca, K.V.G. (UFPE) ; Sil, A.N. (UPE) ; Caires, T.D. (GRUPO NEOENERGIA) ; Gama, P. (B&G PESQUISA) ; Peres, S. (UPE) ; Palha, M. (UFPE)

Resumo

NESTE TRABALHO FOI DIMENSIONADO UM BIOREATOR EM ESCALA COMERCIAL NUMA INSTALAÇÃO DE UM SHOPPING NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE. FOI FEITO UM LEVANTAMENTO DOS RESÍDUOS A SEREM UTILIZADOS (LODO DA ETE, RESTOS DE ALIMENTOS E PODAS) COMO SUBSTRATO, CARACTERIZOU-SE CADA UM DELES E REALIZARAM-SE TESTES EM ESCALA LABORATORIAL VISANDO CONHECER AS MELHORES CONDIÇÕES DE TRABALHO. OS TESTES LABORATORIAS INDICAM QUE O LODO UTILIZADO TEM UMA PRÉ DISPOSIÇÃO A PRODUÇÃO DE BIOGÁS, COM MAIOR AGILIDADE EM RELAÇÃO AOS RESTOS DE COMIDA, UMA VEZ QUE ESSES POSSUEM COMPONENTES DE DIFÍCIL DIGESTÃO PELAS BACTÉRIAS, NESSECITANDO DE UM TEMPO DE RETENÇÃO HIDRÁULICO MAIOR. A PARTIR DOS RESULTADOS OBTIDOS, INSTALOU-SE UMA PLANTA PARA PRODUÇÃO DE BIOGÁS, EM ESCALA COMERCIAL QUE OPERA GERANDO CERCA DE 63% DE METANO.

Palavras chaves

Biogás; Restos de alimentos; Lodo de esgoto

Introdução

O biogás é uma mistura gasosa obtida pela conversão microbiológica anaeróbia de resíduos agroindustriais e domésticos. É composto basicamente por metano, dióxido de carbono, e em menor quantidade, sulfeto de hidrogênio e outros gases (OLIVEIRA e HIRAGASHI, 2006). Frente à degradação intensa dos recursos hídricos, os esgotos das cidades brasileiras vêm sendo tratados em estações de tratamento de esgoto (ETE). No entanto, em decorrência desse tratamento, ocorre a geração de um resíduo semissólido, pastoso e de natureza predominantemente orgânica, chamado de lodo de esgoto (KUMMER, 2013). A disposição final deste lodo residual que é gerado nas ETE constitui um grave problema ambiental para as empresas de saneamento, públicas ou privadas (BOECHAT et al., 2014). Uma alternativa que se apresenta é o processo de biodigestão anaeróbia, cujo principal benefício é a produção do biogás que pode ser utilizado como fonte energética. Paralelamente, também é produzido o biofertilizante, fazendo com que o aproveitamento dos produtos da digestão anaeróbia seja praticamente completo (SILVA et al., 2005). Diante do exposto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar o processo de digestão anaeróbia a partir de lodo de esgoto e resíduos orgânicos biodegradáveis, particularmente restos de alimentos oriundos de restaurantes bem como podas de plantas do centro comercial, visando à produção de biogás. Especificamente, averiguar quais as melhores condições de fermentação para os substratos utilizados; acompanhar a instalação de dois biodigestores na Reserva Camará, situada na cidade de Camaragibe; analisar a produção de biogás in loco, quantificar e caracterizar os componentes do biogás gerado nos biodigestores de modo a conhecer qual as condições de operação mais eficientes.

Material e métodos

Foi realizado um levantamento de geração de resíduos, quantificando a produção de lodo e a quantidade de restos de alimentos a ser gerado quando o shopping estiver em funcionamento. Dimensionou-se dois reatores para comportarem esses resíduos, um gasômetro para armazenamento do gás e um gerador para conversão em energia elétrica. Inicialmente colocou-se cerca de 7500L de lodo de esgoto em cada biodigestor, e diariamente alimenta-se com restos de alimentos o biodigestor 1 e semanalmente, com podas o biodigestor 2. A produção de gás nos biorreatores em escala comercial foi acompanhada utilizando-se um analisador de gás de campo (GEM 5000). Em paralelo foram realizados vários testes de bancada, utilizando-se como reatores anaeróbio, frascos com capacidade de 100mL hermeticamente fechados e seringas para captação dos gases produzidos, variou-se as concentrações dos dois substratos de 0 a 100%, aumentando-se 25% de um e reduzindo-se 25% do outro. A análise da composição dos gases produzidos em laboratório foi feita em cromatografia a gás GC- Master, com detector de condutividade elétrica.

Resultado e discussão

Os biodigestores em escala laboratorial que continham apenas lodo apresentaram uma produção de biogás a partir do quinto dia de incubação a temperatura 35ºC e o percentual de metano aumentou até 66%; os biodigestores que continham 75% de lodo e 25% de alimentos apresentaram resultados similares em um período de tempo maior, iniciando-se no décimo primeiro dia de fermentação, as demais concentrações não foi obtida produção de metano significativa no tempo estudado de 60 dias. O que era esperado devido à natureza do substrato, os restos de alimentos possuem moléculas mais complexas e faz com que a fase inicial que é a fase de hidrólise seja muito mais lenta, retardando assim a ação das bactérias metanogênicas. Dessa forma, os testes laboratoriais preliminares confirmaram o que diz a literatura. Os biodigestores em escala comercial (Figura 1) instalados no Shopping da Reserva Camará alcançou um percentual máximo 63% de metano, semelhante àquela obtida em condições de laboratório. Após o pico houve um decréscimo no percentual da produção de metano tanto nos experimentos em escala laboratorial quanto no biodigestor comercial (Figura 2). O que se justifica devido ao consumo de substratos diferentes com maior complexidade como o amido presente nos restos de alimentos, e ou vazamentos.

Biodigestores em escala comercial instalado na Reserva Camará na região metropolitana do Recife


Monitoramento da qualidade do biogás gerado em termos percentuais de metano.

Conclusões

A instalação dos biodigestores em escala comercial foi concluída, os mesmos operam segundo o esperado e o acompanhamento de campo apresenta resultados semelhantes aos resultados obtidos em escala laboratorial. Os substratos utilizados mostram-se eficientes a produção de biogás.

Agradecimentos

A UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO, A UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, AO GRUPO NEOENERGIA, A B&G PESQUISA E AO GESTOR DE SUSTENTABILIDADE DA RESERVA CAMARÁ FELIPE C

Referências

KUMMER, A. C. B. 178f. 2013. Efeito de efluente de esgoto tratado e lodo de esgoto compostado no solo e nas culturas de trigo e soja. Tese (Doutorado em Agronomia). Botucau, SP: UNESP, 2013.

OLIVEIRA, P. A. V. DE; HIRAGASHI, M. M. Geração e utilização de biogás em unidades de produção de suínos. Concórdia, SC: Embrapa Suínos e Aves, 2006.
BOECHAT, C. L.; RIBEIRO, M. O.; RIBEIRO, L. O.; SANTOS, J. A. G.; ACCIOLY, A. M. A. Lodos de esgoto doméstico e industrial no crescimento inicial e qualidade de mudas de pinhão-manso. Biosci. J., Uberlândia, v. 30, n. 3, p. 782-791, Mai/Jun, 2014.

SILVA, F. M.; LUCAS JUNIOR, J.; BENINCASA, M.; OLIVEIRA, E. Desempenho de um aquecedor de água a biogás. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 25, n. 3, p. 608-614, 2005.