Biodegradabilidade termofílica dos resíduos sólidos urbanos e potencialidades em biogás

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente , apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013A digestão anaeróbia é um processo para tratamento de resíduos orgânicos, capaz de recuperar dois subprodutos valiosos através da degradação da matéria orgânica biodegradável, na ausência de oxigénio: biogás rico em metano e fertilizante de efluentes. Esta solução reduz problemas ambientais, implica baixo consumo de energia e proporciona emissão praticamente nula de gases de efeito de estufa no tratamento de resíduos sólidos, sendo uma tecnologia cada vez mais usada nesta área. Neste sentido, a Amarsul e o LNEG estabeleceram um contrato de cooperação de um estudo de biodegradação para avaliar o potencial de produção de biogás a partir dos seus RSU, comparar o efeito do inóculo na degradação e a duração do arranque. Os estudos, realizados sob regime termofílico, utilizaram um inóculo proveniente do digestor mesofílico da Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Chelas e outro do digestor termofílico da Central de Valorização de Resíduos Sólidos (SWVP-ETVO), proporcionando resultados importantes: estimativa do potencial de energia dos RSU, qualidade do biogás, existência de potenciais inibidores que dificultem a degradação e a avaliação da composição de substrato, antes e após a digestão. O arranque, excluindo um pequeno período de adaptação inicial, decorreu de forma rápida e regular. Após 27 dias de degradação, a produção de biogás (PTN) foi de 250,4 m3CH4/ton SValimentados e 263,8 m3CH4/ton SValimentados, para o inóculo de Chelas e ETVO respetivamente. O inóculo da ETVO proporcionou maior degradação da matéria orgânica e produção de biogás. As lamas mesofílicas revelaram boa adaptação ao regime termofílico, sendo uma fonte alternativa viável e facilmente disponível como base para produção de biogás. Baseado em experiências de laboratório, a produção de biogás diária média prevista foi de 30 000 e 28 469 m3 de biogás por dia, com 70% e 72,6% de teor de metano na ETVO e Chelas respetivamente.Anaerobic digestion is an organic waste treatment process, capable of recovery of two valuable by-products, through biodegradable organic matter degradation, in the absence of oxygen: the methane-rich biogas and a fertilizing effluent. This solution alleviates environmental problems, entails small processing energy demands and provides practically null greenhouse gas emissions in waste treatment, being an increasingly used technology in this area. In this regard, Amarsul and LNEG established a cooperation contract to carry out a biodegradation study aimed at evaluating biogas potential production from its solid waste, comparing the inoculum effect on degradation and start-up duration. The studies, conducted under thermophilic regime, using inoculums from the Chelas Wastewater Treatment Plant (WWTP) mesophilic digester and the Solid Waste Valorization Plant (SWVP-ETVO) thermophilic digester, provided important results: solid waste energy potential estimation, biogas quality, the existence of potential inhibitors that could hinder degradation and the evaluation of substrate composition, before and after digestion. The start-up, excluding a small initial adaptation period, proceeded in a fast and regular manner for both inoculums. After 27 days of degradation, the biogas production rate (PTN) was 250,4 m3CH4/ton SVfed and 263,8 m3CH4/ton SVfed, for Chelas’s and ETVO’s inoculum respectively. ETVO inoculum provided higher organic matter degradation and biogas production. The mesophilic sludge revealed fast adaptation to the thermophilic regime, being a viable and easily available alternative source for full scale seeding. Based on the laboratory experiences the predicted average daily biogas production is 30 000 and 28 469 m3 of biogas per day, with 70% and 72,6% methane content to ETVO and Chelas respectively