Tratamento dos resíduos sólidos orgânicos da UFSC através de biodigestor anaeróbio

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016O excesso de resíduos gerados pela população mundial aliado à escassez de local apropriado para o seu tratamento e destinação final faz do resíduo sólido urbano (RSU) um grande problema para o meio ambiente assim como para as entidades governamentais. Uma opção ao tratamento do RSU é a utilização de reatores anaeróbios. A finalidade dos biodigestores é criar um ambiente ideal para o desenvolvimento da cultura microbiana para que a fração orgânica seja degradada, sendo os resultados da fermentação anaeróbia o biofertilizante e o biogás. Com o objetivo de beneficiar as características de funcionamento de um biodigestor, foi realizado o tratamento anaeróbio dos resíduos orgânicos (RSO) do restaurante universitário da UFSC utilizando a co-digestão com resíduos de jardinagem (RJ), alimentação semi-contínua, temperatura mesofílica (35°C) e cargas orgânicas de 1,0, 2,0 e 4,0 Kg de STV/m3/dia. Dentre os principais resultados verificou-se a máxima eficiência de conversão de sólidos em biogás (6,4%), concentração de 64% de metano no biogás, PEM de 0,45LCH4/g STVremovido e remoção de DQO superior a 60% para a carga de 2,0 Kg de STV/m3/dia. Ocorreu a acidificação do meio (pH = 4) quando a carga aplicada subiu para 4,0 Kg de STV/m3/dia assim como o aumento da concentração de CO2 (máximo de 74%) no biogás. Devido à heterogeneidade do substrato e ineficiência do sistema de agitação, através do balanço de massa, foi constatado o acúmulo de ST, STV e DQO no biodigestor piloto. Quando operado com a carga orgânica aplicada de 2,0 Kg de STV/m3/dia o sistema se mostrou eficiente para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos, atingindo valores superiores a 90% de remoção de sólidos e produção média de biogás de 9,8L/d.Abstract: The excess of municipal solid waste (MSW) generated by the world population combined with the lack of an appropriate place for their treatment and disposal is a major problem for government entities. One option for the treatment of the organic fraction of MSW is the use of anaerobic reactors. The purpose of these digesters is to create an ideal environment for the development of microbial cultures where the organic fraction is completely degraded, and the results of anaerobic fermentation are biofertilizer and biogas. In order to optimize the operating characteristics of a biodigester, this study attempts to make the anaerobic treatment of organic wastes from the UFSC's restaurant leftovers using co-digestion with garden waste (GW), and applying a semi-continuous feeding system, mesophilic temperature conditions (35°C) and organic loads of 1.0, 2.0 and 4.0 kg VS/m3/day. The main results of the study indicate that the maximum conversion efficiency of solids into biogas (6.4%), the highest concentration of methane (64%), SPM of 0,45LCH4/g STVremoved and the maximum COD removal( 60%) were reached for the load of 2.0 Kg VS/m3/day. It occurred the acidification of the medium (pH = 4) when the applied load increased to 4.0 kg VS/m3/day, also increasing CO2 concentration from biogas. Due to the heterogeneity of the substrate and inefficiency of the agitation system, TS, VTS and COD (obtained by mass balance) accumulated in the pilot-scale digester. When operated with the organic load of 2.0 kg VS/m3/day, the system proved to be efficient for the treatment of organic solid waste, reaching values greater than 90% removal of solids and average production of biogas 9,8L / d