Potencial de produção de biogás da codigestão anaeróbia termofílica de resíduos de frutas e verduras e lodo de esgoto primário

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017Os resíduos gerados pela intensificação da produção de alimentos tem se tornado um desafio a ser enfrentado pela sociedade sendo que uma considerável parcela de frutas e verduras é descartada nas Centrais de Abastecimento (CEASA). A digestão anaeróbia de tais resíduos permite a atenuação dos impactos ambientais aliada a recuperação de biogás. Nesse sentido, a fim de superar as desvantagens da monodigestão anaeróbia e aumentar os rendimentos na produção de biogás tem sido sugerido o tratamento combinado de resíduos (codigestão anaeróbia) bem como condições termofílicas que apresentam desempenho superior a mesofilia. Deste modo, o presente trabalho propôs investigar a existência de sinergismo, em relação a geração de biogás, na codigestão anaeróbia de resíduos de frutas e verduras (RFV) com lodo de esgoto sanitário (LE), sob condições termofílicas (55±1°C), visando sobretudo o aumento da produtividade de biogás. Especificamente, pretendeu-se desenvolver inóculo termofílico para realização da pesquisa bem como determinar o potencial de produção de biogás (PPB) da mono e codigestão anaeróbia termofílica dos RFV e LE. A metodologia de desenvolvimento e manutenção dos inóculos termofílicos ativos (granular e disperso) a partir de inóculo mesofílico foi eficiente. Para o inóculo granular alcançaram- se na monodigestão anaeróbia rendimentos de 765 para RFV e 472 para LE, representando um incremento de 11% e 21%, em comparação aos resultados obtidos por Neitzel (2015) sob mesofilia, para a monoDA, de RFV e LE, respectivamente. Além disso, observou-se um ligeiro sinergismo para a proporção de 87,5% de LE com incremento de 7,4% no volume de biogás. Entretanto, nos ensaios realizados com o inóculo disperso não foi possível observar nenhum efeito sinérgico na codigestão dos substratos, e os rendimentos para a monodigestão dos RFV e LE foram 615 e 408 , respectivamente.Abstract: The waste generated by the intensification of food production has become a challenge faced by society and a considerable portion of fruits and vegetables is disposed in the Supply Centers (CEASA). The anaerobic digestion of such solid waste allows the mitigation of environmental impacts combined with biogas recovery. Therefore, in order to overcome the disadvantages of anaerobic monodigestion and increase gain in biogas production, the combined treatment of wastes (anaerobic codigation) has been suggested, as well as thermophilic conditions that present superior mesophilic performance. Thus, the present work proposed to investigate the existence of synergism, related to the biogas generation, in the anaerobic codigestion of residues of fruits and vegetables (RBV) with sewage sludge (LE) under thermophilic conditions (55 ± 1 °C), mainly aiming of increasing biogas productivity. Specifically, it was intended to develop thermophilic inoculum for conducting the research as well as to stablish the biogas production potential (PBB) of the mono and thermophilic anaerobic codigestion of the RFV and LE. The methodology of development and maintenance of active thermophilic inoculums (granular and dispersed) from mesophilic inoculum was efficient. For the granular inoculum the yields of 765 N mL/g SV for RFV and 472 N mL/g SV for LE, representing an increase of 11% and 21%, were reached in the anaerobic monodigestion in comparison to the results obtained by Neitzel (2015) under mesophilia, for monoDA, of RFV and LE, respectively. Besides that, a slight synergism was observed for the proportion of 87.5% of LE with a 7.4% increase in the volume of biogas. However, in the assays performed with the dispersed inoculum no synergistic effects were observed on the codigestion of the substrates, and the yields for the monodigestion of the RFV and LE were 615 N mL/g SV and 408 N mL/g SV, respectively