Avaliação do potencial da compostagem de digestato da digestão anaeróbia seca de resíduo alimentar

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2021.Técnicas de valorização de resíduos sólidos orgânicos têm sido um dos principais tópicos de pesquisa devido às preocupações com prejuízos ambientais. Tecnologias convencionais como a compostagem e a digestão anaeróbia baseiam-se na degradação da matéria orgânica através da ação de microrganismos, resultando em substâncias estáveis. Possuem um papel indispensável na abordagem do desenvolvimento de uma economia circular, desviando esses resíduos dos aterros sanitários e da incineração, promovendo a recuperação de nutrientes e energia. Esta pesquisa visa avaliar a viabilidade da aplicação de um processo de compostagem em resíduos sólidos orgânicos (RSO) pré-tratado por um processo de digestão anaeróbia seca, estabelecendo uma metodologia específica em escala laboratorial. Para tal, foi utilizado resíduo alimentar (RA) e realizado ensaios preliminares para determinar o potencial de produção de metano do substrato e as melhores condições de processo, como pH e temperatura. Utilizou-se a metodologia de autoaquecimento das amostras do digestato como indicativo da viabilidade de aplicação do processo de compostagem. Observou-se o aumento expressivo da temperatura devido a atividade biológica, porém temperaturas termofílicas não foram alcançadas. As variações máximas de temperatura são aproximadamente iguais, sendo de 10,6 ºC para a compostagem de resíduo alimentar, atingindo 40,6 ºC e de 11,1 ºC para a compostagem de digestato com adição de inóculo atingindo 41,1 ºC, e a energia térmica total gerada foi de 1.537,5 J e 1.642,4 J por grama de SV degradado, respectivamente. A digestão anaeróbia seca promoveu a remoção de 28,9% ± 0,1 de sólidos voláteis (SV), a compostagem de resíduo alimentar alcançou valor de remoção de SV de 60,5% ± 0,7, chegando a atingir o percentual de 63,8% ± 0,2 para a compostagem de digestato anaeróbio. O ensaio de compostagem mostrou-se capaz de remover significativamente o AGV acumulado pela digestão anaeróbia seca de RA, resultando em uma concentração final de 840,0 ± 10 mgHAc L-1. A metodologia desenvolvida alcançou resultados que permite, de forma simplificada, prever o comportamento energético e físico-químico em sistemas de compostagem e digestão anaeróbia.Abstract: Techniques for the recovery of organic solid waste have been one of the main research parameters due to concerns about environmental problems. Conventional technologies such as composting and anaerobic digestion are based on the degradation of organic matter through the action of microorganisms, resulting in stable substances. They play an indispensable role in addressing the development of a circular economy, diverting this waste from landfills and incineration, promoting the recovery of nutrients and energy. This research aims to evaluate the feasibility of applying a composting process in organic solid waste (OSW) pretreated by a process of dry anaerobic digestion. For this purpose, it was used as food residue (FR) and preliminary tests were carried out to determine the methane production potential of the substrate and the best process conditions, such as pH and temperature. The digestate self-heating methodology was used as an indication of the feasibility of applying the composting process. There was a significant increase in temperature due to biological activity, but thermophilic temperatures were not achieved. The maximum temperature variations are approximately equal, being 10.6 ºC for composting food waste, reaching 40.6 ºC and 11.1 ºC for digestate composting with addition of inoculum reaching 41.1 ºC, and energy Total thermal generated was 1,537.5 J and 1,642.4 J per gram of degraded SV, respectively. The dry anaerobic digestion promoted the removal of 28.9% ± 0.1 and 28.1% ± 0.2 of volatile solids (VS), a composting of food waste reached an VS removal value of 60.5% ± 0,7, reaching the percentage of 63.8% ± 0.2 for the composting of anaerobic digestate. The known composting test can remove the VFA accumulated by the dry anaerobic digestion of FR, found in a final concentration of 840.0 ± 10 mgHAc L-1. The developed methodology achieved results that allow, in a simplified way, to predict the energetic and physicochemical behavior in composting and dry anaerobic digestion systems