Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia do Ambiente)O presente estudo pretende avaliar o potencial da digestão anaeróbia da fração
orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU) e a influência da redução de tamanho da
FORSU (de 8cm para 1cm de tamanho), em termos de produção de biogás e degradação
orgânica. Como caso de estudo, foi considerada a empresa multimunicipal BRAVAL e
o tratamento anaeróbio implementado na sua unidade de tratamento mecânico e
biológico (TMB). Os RSU utilizados no ensaio experimental são provenientes da cidade
de Braga. Apesar de não simular identicamente as condições e modo de operação do
sistema real de tratamento de digestão anaeróbia do TMB, este ensaio experimental
permitiu distinguir algumas das vantagens e limitações que podem surgir à escala
industrial.
Foram operados em sistema batch (com 30% ST) dois digestores anaeróbios, um
deles contendo uma mistura de FORSU e outro uma mistura de FORSU triturada. A
operação dos reatores decorreu durante 83 dias, sendo monitorizados os teores de CQO
solúvel, AGV's, azoto amoniacal e produção de biogás. No final da operação foi
determinado o conteúdo de metano no biogás e a remoção de sólidos.
Os resultados monstraram que ambos os digestores foram afetados pela inibição
por azoto amoniacal, pela baixa atividade metanogénica da biomassa e pela elevada
carga de sólidos. As concentrações superiores de CQO solúvel, AGV’s e de Azoto
amoniacal obtidos na digestão anaeróbia da FORSU triturada, sugerem que as primeiras
etapas de digestão (Hidrólise e Acidogénese) tenham ocorrido mais rápido devido á
redução de tamanho. A produção de biogás ((V Biogás / m SV) / (L/kg) ) foi muito
reduzida nos dois digestores (23 L / kg na digestão de FORSU e 73 L / kg na digestão
de FORSU triturada), sugerindo que a metanogénese não foi eficiente.
Os testes laboratoriais realizados para determinação do potencial metanogénico
dos resíduos, permitiram verificar que o processo anaeróbio com elevado teor de sólidos
é mais complicado que o processo com baixo teor de sólidos, sendo mais afetado pela
instabilidade do processo.The aim of the present work was to study the potential of anaerobic digestion of
organic fraction of municipal solid residues (OFMSW) and the influence of OFMSW
size reduction (1cm to 8cm in size) in the production of biogas and organic degradation.
As a case study, we considered the multi-municipal company BRAVAL, and the
anaerobic treatment implemented in its unit of mechanical and biological treatment
(MBT). The MSW used in the experimental test were from the city of Braga. Although
not identically mimicking the conditions and the operation mode of the actual TMB
anaerobic digestion treatment system, this experimental testing allowed distinguishing
advantages and limitations that may emerge at the industrial scale.
Two anaerobic digesters were operated in batch system (30% TS), one
containing a mixture of OFMSW and the other a mixture of crushed OFMSW. The
reactors operated for 83 days and the levels of soluble COD, VFA's, ammonia nitrogen
and biogas production were monitored. At the end of the operation the content of
methane in the biogas and solids removal were determined.
Results showed that both digesters were affected by the inhibition by ammonia
nitrogen, low methanogenic activity of the biomass, and the high solids loading. The
high concentrations of soluble COD, VFA's and Ammonium obtained in the anaerobic
digestion of crushed OFMSW, suggest that the first stages of digestion (hydrolysis and
acidogenesis) occurred faster due to size reduction. The biogas production (( V Biogás /
m VS)/ (L/kg)) was very low in both digesters (23 L / kg OFMSW digestion and 73 L /
kg digestion of crushed OFMSW), suggesting that methanogenesise was not efficient.
Laboratory tests conducted to determine the methanogenic potential of the
wastes allowed to verify that the anaerobic process with high solids content is more
problematical than the process with low solids content, and more affected by the
instability of the process