Roberto Guião de Souza Lima Junior
Orientador(es)
Claudio Fernando Mahler
Resumo
Foram estudados equipamentos e técnicas de compostagem, estratégias de pré-tratamento de resíduos sólidos orgânicos antes da digestão anaeróbia e o startup de digestores anaeróbios, com foco no tratamento e aproveitamento energético descentralizado em pequena escala. Foram testadas duas composteiras com quatro formas de manejo e seis pré-tratamentos baseados em compostagem e adição de composto aos resíduos antes da digestão anaeróbia. As composteiras mantiveram-se termofílicas por mais de vinte dias, apresentaram percentuais não significativos de geração de CH4, mantiveram-se aeróbias (sem aeração forçada) e não geraram chorume, aspectos atribuídos à suspensão sobre pallets, à composição de resíduos e às condições de contorno dos compartimentos. Os testes de aproveitamento energético na compostagem registraram aquecimento de água a 51°C após 24h de recirculação, apresentando-se como um recurso energético em potencial. O modelo de compostagem proposto é viável ambiental e economicamente, pois neutraliza emissões e lixiviados gerados em aterros ou em compostagem industrial, assim como apresenta custo competitivo com os aterros e pode ser mais barato que a compostagem industrial, embora tal avaliação seja dependente de questões de escala. Na etapa de digestão anaeróbia os pré-tratamentos aumentaram o volume de biogás e o percentual de CH4 para resíduos de difícil degradação. Para resíduos de fácil degradação, os pré-tratamentos aumentaram o percentual de CH4, embora sem diferenças significativas. Os pré-tratamentos também aceleraram significativamente a produção de CH4 para os dois tipos de resíduos em teste. O startup e a estabilização do inóculo anaeróbio demandaram 24 dias e a alimentação contínua apresentou inibição com o aumento de carga orgânica de 100%.
Abstract
This study tested equipment and techniques of composting, strategies of pretreatment of organic solid waste before anaerobic digestion and the start-up of anaerobic digesters, focused on decentralized treatment and energy recovery in small scale. Two types of composting systems with four types of management and six organic waste pretreatments based on composting and compost addition before anaerobic digestion were tested. The composting maintained the process thermophilic for more than twenty days, showed a non-significant CH4 generation, maintained aerobic conditions by passive aeration, without leachate generation, which was attributed to the suspension of composters on pallets, the waste composition chosen in the experiment and the boundary conditions of the compartments. The test of energy recovery showed that the water reached temperatures up to 51°C after 24h of recirculation, demonstrating that this process can be a potential energy source. The proposed composting model is environmental and economically feasible, because it minimizes emissions and leachate generation compared to the landfill or to industrial composting plants and presents cost competitive with the landfill and can be even cheaper than the industrial composting, although such assessment is scale dependent. In the anaerobic digestion stage, pretreatments increased the biogas volume and the CH4 percentage using non-easily degradable organic solid waste. Pretreatment with easily degradable organic waste increased slightly the CH4 percentage, but the difference was statistically not significant. The pretreatments also increased the speed of biogas production significantly for both kinds of wastes. The start-up and inoculum stabilization demanded 24 days and the continuous feed showed inhibitory effect when the organic load increased up to 100%.
