Digestão anaeróbia de biorresíduos

Mestrado em Engenharia do Ambiente

A digestão anaeróbia (DA) é um processo com grande interesse no âmbito da gestão de resíduos pois para além de tratar estes resíduos diminuindo a carga poluente ao nível das emissões gasosas e dos efluentes líquido quando são descarregados no ambiente, permitem ainda recuperar os nutrientes para aplicação no solo como fertilizante e condicionador do solo, produzindo ainda biogás, que é uma fonte de energia renovável. A digestão anaeróbia é realizada por determinados microrganismos específicos, que, atuando na ausência de oxigénio, promovem a degradação da matéria orgânica, produzindo digestato e uma mistura gasosa composta por metano e dióxido de carbono. O presente trabalho tem como objetivo contribuir para o estudo do processo de digestão anaeróbia aplicado a biorresíduos de origem alimentar, no contexto da avaliação da operacionalidade de uma instalação piloto de digestão anaeróbia disponível no DAOUA. Para o efeito foram realizadas várias séries de ensaios, cada uma das quais em diferentes situações, na tentativa de obter condições de operação satisfatórias em estado estacionário, nomeadamente em relação à temperatura, ao pH, à produção de biogás, à carga orgânica/teor de sólidos e mistura. Em relação aos resultados obtidos, foi possível concluir que a condição inicial afeta de forma decisiva o desempenho do processo ao longo do tempo, nomeadamente a atividade da população bacteriana responsável pela metanogénese. Dos quatro ensaios reportados, apenas o último, realizado à temperatura de cerca de 25ºC, evidenciou as condições de estacionaridade desejadas: cerca de 125 litros de biogás por kg de biorresíduos contendo 50- 60% de CH4, na presença de um digestato com pH de cerca de 7,1, com teor de sólidos totais de 8-10%, alcalinidade de 5-6 gCaCO3.L-1, quase sem cheiro e facilmente centrifugável, contendo cerca 2-3% de azoto Kjeldahl referido ao digestato seco. Com as alterações introduzidas, a instalação evidenciou condições para a realização de estudos e lecionação à escala piloto, nomeadamente no âmbito do tratamento de biorresíduos por digestão anaeróbia, embora seja conveniente/necessário melhorar tecnicamente alguns dos dispositivos que apresenta atualmente ao nível de: alimentação, recolha/descarga do digestato, agitação/mistura, monitorização e registo de dados.

Anaerobic digestion (AD) is a process with great interest in the management of organic wastes because, in addition to treating this residue reducing the pollutant load at the level of the gaseous emissions and the liquid effluents when they are discharged into the environment, it also allows to recover the nutrients for application in soil as fertilizer/soil amendment and still produces biogas, which is a source of renewable energy. Anaerobic digestion is performed by certain specific microorganisms, which degrade organic matter in the absence of oxygen, producing a digestate and a gaseous mixture of methane and carbon dioxide. The present work aims to contribute to the study of the anaerobic digestion applied to biowaste, in the context of the evaluation of the operational conditions of a pilot plant available in DAOUA. For this purpose, several series of tests, each in different situations, were carried out to obtain satisfactory steady state operating conditions, namely in order to temperature, pH, biogas production, organic load and mixing. In relation to the obtained results, it was possible to conclude that the initial condition affects in a decisive way the performance of the process over time, namely the activity of the bacterial population responsible for methanogenesis. Of the four trials reported, only the last one, performed at a temperature of about 25ºC, showed the desired stationarity conditions: about 125 liters of biogas per kg of biowaste containing 50-60% CH4, in the presence of digestate with pH of about 7,1, with total solids content of 8-10%, alkalinity of 5-6 gCaCO3.L-1, almost odorless and easily centrifugable, containing about 2-3% of Kjeldahl nitrogen referred to the dry digestate. With the changes introduced, the installation showed conditions for carrying out studies and lecturing at the pilot scale, namely in the treatment of biowaste by anaerobic digestion, although it is convenient/necessary to technically to improve some of its devices: feeder, outlet digestate port, continuous mixer, monitoring and recording data.