Otimização do desempenho da digestão anaeróbia de resíduos agro-industriais

Abstract

A digestão anaeróbia é um processo mediado por microrganismos específicos, que na ausência de oxigénio, decompõem substratos orgânicos complexos, produzindo compostos simples. Esta é umas das alternativas mais promissoras, para a eliminação de resíduos sólidos das mais diversas proveniências. O biogás, principal produto da digestão anaeróbia, é uma fonte de energia limpa muito promissora, dadas as suas inúmeras aplicações. Este trabalho tem, como principal objetivo, otimizar as condições de operação da AD de resíduo de figo e de batata, mais propriamente determinar a razão substrato inóculo ótima, e avaliar a viabilidade da AcoD de resíduo sólido de lagares de azeite e resíduo de figo para diferentes proporções. Recorreu-se a dois reatores de 3.5 L de volume efetivo, em condições mesofílica (36 °C), os quais foram carregados com lamas de digestão anaeróbia provenientes da estação de tratamento de águas residuais municipal. Realizaram-se 5 ensaios em que foi alimentado resíduo de figo com proporções S/I (g VS/g VS0) de 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 e 1.2. Para o resíduo de batata realizaram-se três ensaios com razão S/I de 0.2, 0.6 e 0.8. Para os ensaios de co digestão anaeróbia com resíduo sólido de lagares de azeite realizaram-se 3 ensaios, em que a proporção deste face ao resíduo de figo foi de 10, 50 e 100%. Ao longo dos ensaios foram monitorizados parâmetros com pH, alcalinidade, ácidos gordos voláteis, carência química de oxigénio e volume de biogás produzido. Os resultados alcançados indicam que a razão S/I ótima é de 0.6, razão para a qual não é necessária qualquer intervenção no sistema, uma vez que este tem capacidade de se autorregular. Revelam ainda que, quando a carga orgânica alimentada é excessiva (razão S/I > 0.6) o sistema apresenta sinais de instabilidade, sendo a produção de biogás é inibida ou mesmo cessada, por sua vez, o rendimento de produção de metano é também afetado. No ensaio F e P, a produção específica de biogás para a razão S/I ótima foi de 458.81 mL gVS-1 e 358.4 mL gVS-1, respetivamente, já a percentagem de metano média foi de 61% e 57%. Todos os parâmetros monitorizados mantiveram-se estáveis, apesar do resíduo de batata devido à sua composição, acidifica mais facilmente o reator. O resíduo sólido de lagares de azeite não se revelou atrativo para substrato da digestão anaeróbia, sendo a produção especifica de biogás 35% e 24% inferior do que co digerido.Este estudo mostrou que a otimização da digestão anaeróbia permite no mesmo período de tempo a produção de mais biogás e de melhor qualidade, sendo o resíduo de figo e de batata os mais adequados para substrato deste processo.

Currently there is a growing awareness of the environmental problems caused by human activity, which has led to the degradation of many ecosystems. Thus, more sustainable policies are implemented resource management in the context of environmental protection.Anaerobic digestion is a process mediated by specific microorganisms, in the absence of oxygen, decomposing complex organic substrates to produce simpler compounds. This is one of the most promising alternatives for the disposal of solid waste from various sources. Biogas, the main product of anaerobic digestion, is a source of very promising clean energy, given its many applications. This work has as main objective to optimize the operating conditions of AD fig residue and potato, more properly determine the reason substrate great inoculum, and assess the feasibility of ACOD of solid waste from oil mills and fig residue to different proportions. Resorted to two reactors 3.5 L effective volume in mesophilic conditions (36 ° C), which were loaded with anaerobic digestion of sludge from municipal waste water treatment plant. 5 trials were performed in which was fed Fig residue with ratios S / I (g VS / g VS0) of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.2. For the potato residue were carried out three tests with S / I ratio of 0.2, 0.6 and 0.8. For the tests co anaerobic digestion solid waste oil mills were carried out 3 trials in which the proportion of the face fig residue 10, 50 and 100%. Throughout the trials were monitored parameters of pH, alkalinity, volatile fatty acids, chemical oxygen demand and volume of biogas produced. The results indicate that S / I ratio is 0.6 great, for which reason no intervention is not required in the system, since this has the capacity to self-regulate. Also reveal that when the supplied organic load is excessive (the ratio S / R> 0.6) the system has shown signs of instability with the production of biogas is inhibited or terminated, in turn, methane production yield is also affected . In test F and P, the specific production of biogas for the ratio S/I optimum was 458.81 ml-1 and GVS GVS 358.4 ml-1, respectively, as the average percentage of methane was 61% and 57%. All the monitored parameters were stable, despite the potato waste because of its composition, the reactor acidifies more easily. The solid residue from olive mills has not proved attractive substrate for anaerobic digestion with production of biogas specifies 35% and 24% lower than co digerido.Este study showed that allows optimizing the anaerobic digestion at the same time the producing more biogas and better, and the fig and potato waste the most suitable substrate for this process.