Estudo da produção de metano a partir da co-digestão de resíduos sólidos orgânicos com macrófitas aquáticas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2020.Como parte da universalização do saneamento, a gestão inadequada de resíduos sólidos orgânicos (RSOs) onera instituições públicas e privadas em diversos setores da sociedade. Essa realidade implica em elevados custos desde seu manejo, transporte e destinação final, o que gera um problema de saúde pública, além da poluição atmosférica devido a produção irrestrita de gases, como os de efeito estufa (CH4; CO2). Nesse contexto, a digestão anaeróbia (DA) tem sido amplamente utilizada, tanto para reduzir o volume final desses resíduos, como para a produção de gás metano, que pode ser utilizado na geração de energia ou como gás de cozinha. Recentes pesquisas indicam que a co-digestão de dois ou mais resíduos tem um potencial capaz de elevar o volume de gás metano produzido. Com essa proposta, o presente estudo visa a codigestão de dois resíduos, macrófitas aquáticas (MAs) (Landoltia punctata, Pistia Stratiotes e Salvinia molesta) e RSO de um restaurante universitário (RU). A metodologia de pesquisa foi desenvolvida em três etapas: coleta e caracterização dos resíduos (MAs e RSOs), cálculo teórico de produção de metano da co-digestão e etapa experimental. Cálculos teóricos evidenciaram que, entre as MAs estudadas, a Landoltia punctata (LP) possui o maior potencial para a codigestão com RSO. Com base nesse resultado, a etapa experimental foi desenvolvida com a LP. As condições experimentais nos ensaios de bancada tiveram duas relações de LP/RSO, de 10% e 50%, ambas as taxas aumentaram a produção de metano em aproximadamente 17%. A redução de sólidos voláteis (SV) foi aproximadamente 28% superior nos processos de codigestão frente a DA unicamente de RSO, o que, em escala real, pode apresentar grandes benefícios econômicos e ambientais de manejo e transporte.Abstract: Been a part of the universalization of sanitation, the economics of inadequate organic waste management (OWM) generates impacts in public and private institutions in different sectors of society. This reality implies in high costs for handling, transporting and final destination, which creates a public health problem, in addition to atmospHeric pollution, due to the unrestricted production of greenhouse gases as CH4 and CO2. In this context, an anaerobic digestion (AD) was used to reduce the final volume of these residues, as for production of methane gas, which can be used in the generation of energy or as cooking gas. Recent research reviews that a codigestion of two or more residues has the potential of elevate the volume of methane gas produced. Therefore the present study aims to co-digest two residues, aquatic macrophytes (AM) (Landoltia punctata, Pistia Stratiotes and Salvinia molesta) and organic waste (OW) from a university restaurant (UR). A research methodology was developed in three stages: collection and characterization of residues (AM and OW), theoretical calculation of methane production from co-digestion and an experimental stage. Theoretical calculations showed that, among the AM studied, a Landoltia punctata (LP) has the greatest potential for co-digestion with OW. Based on this result, an experimental stage was developed with an LP. The experimental conditions had two ratios of LP/OW 10% and 50%, both mixing rates have increased methane production by approximately 17%. The reduction in volatile solids (VS) was approximately 28% higher in co-digestion when compared with the digestion of OW. On a real scale this reduction can represent a great economic and environmental benefits of handling and transportation