Analise da produção de biometano de resíduos organicos de um restaurante universitario em reatores de fluxo hidraulico descontinuo

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Este trabalho propõe estudar o potencial metanogênico da fração sólida orgânica gerada pelo restaurante, variando as condições de operação dos reatores.

MATERIAIS E MÉTODOS

“Durante quinze dias foram coletas amostras da fração orgânica dos resíduos gerados no restaurante. A coletas foram realizadas duas vezes ao dia, totalizando 20 amostras de aproximadamente 1 Kg cada. As amostras foram homogeneizadas, trituradas e mantidas em freezer a – 20ºC. Foram realizados os ensaios de DQO, Sólidos Suspensos Totais (SST), Sólidos Suspensos Voláteis (SSV), Potencial Hidrogeniônico (pH) e alcalinidade, conforme metodologia definida em Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1999).”

O experimento foi montado em duplicata com reatores de fluxo hidráulico descontínuo, ou seja, em batelada. Para a montagem dos biodigestores foram utilizados frascos Duran® com 2000 mL de volume total (Figura 1), sendo 1000 mL reacional, e 1000 mL destinado ao headspace. Os frascos foram hermeticamente fechados com bolhas de borracha de butila e tampa de plástico. Para garantir uma atmosfera livre de ar atmosférico, borbulhou-se nitrogênio no interior dos frascos.

Figura 1. Frasco de Duran 2L, utilizados como reatores em batelada.

[pic 1]

[pic 2]

A inoculação foi realizada com microrganismos obtidos a partir de dejetos suínos e lodo de ETE, em diferentes proporções conforme Tabela 1. Para diminuir o tempo de bioestabilização dos resíduos sólidos orgânicos, a utilização de inóculos tem mostrado resultados satisfatórios (LEITE, 2003).

Tabela 1. Tipo de inóculo e as proporções utilizadas em cada reator

Reator

Inóculo

Proporção*

S10

Dejeto Suíno

10%

S20

Dejeto Suíno

20%

L10

Lodo de ETE

10%

L20

Lodo de ETE

20%

O monitoramento dos reatores foi realizado a partir de diversos parâmetros: DQO, pH, sólidos e conteúdo do biogás. A metodologia e a frequência de cada análise encontram-se na Tabela 2.

Tabela 2. Metodologia e frequência das análises para monitoramento dos reatores

Análise

Frequência

Metodologia

pH

Fim do experimento

APHA: Standard Methods for Examination of Water and Wastewater (1999).

DQO

Fim do experimento

Sólidos (sólidos suspensos totais – SST, sólidos suspensos voláteis – SSV)

Fim do experimento

Metano

3x semana

Medidor MilliGascounter (Ritter)

Cromatografia gasosa (MODELO)

Os dados obtidos com a produção de metano foram importados para o programa OriginPro 8 e ajustados à função sigmoidal de Boltzmann (Eq. 1).

[pic 3]

(1)

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O tempo de incubação dos reatores foi de aproximadamente 100 dias, sendo necessária a correção do pH: todos os meios reacionais foram padronizados para um faixa de pH entre 6,8 e 7,2. Adotou-se essa faixa pois um pH menor que 6,3 ou maior que 7,8 provoca uma diminuição rápida na metanogênese CHERNICHARO A.L.(1997).

O reator S10 apresentou maior produção acumulada de metano (CH4), sendo igual a 11,74 mols, seguido dos reatores S20, L10 e L20 que apresentaram produção de 8,43 molsCH4, 7,67 molsCH4 e 6,75molsCH4, respectivamente. A Tabela 3 apresenta os resultados dos parâmetros para análise do potencial metanogênico.

Tabela 3. Resultados dos parâmetros avaliados para análise da produção de metano

Reator

CH4 acumulado

AME*

Taxa Máx CH4

Dia da máxima taxa

Mols

mol/dia gSSV

mol/dia

S10

11.74203304

0.26681

0.1628

27

S20

8.437122089

0.32762

0.1999

33

L10

7.672024158

0.00679

0.1737

29

L20

6.765723596

0.00516

0.1320

26

O reator L20 levou o menor tempo para produzir a máxima taxa, comparado aos demais reatores. Contudo, a máxima taxa, segundo o ajuste linear de Boltzmann, foi produzida pelo reator S20: 0,19 molsCH4/dia, o qual este também obteve a maior taxa específica: 0,33 mol/ dia gSSV.

A Figura 2 apresenta a produção