Digestão Anaeróbia de Resíduos Sólidos Orgânicos e Aproveitamento de Biogás




:: Instituição

A Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC foi criada em 18 de Dezembro de 1960. Atualmente, a UFSC conta com 11 centros de ensino, distribuídos em 46 departamentos, os quais são responsáveis por 39 cursos de graduação com 52 habilitações, 98 cursos de especialização e 136 de mestrado e doutorado. Especificamente, o Centro Tecnológico - CTC congrega uma comunidade de mais de 7 mil estudantes, professores e servidores, reunindo nove departamentos (12 cursos de graduação, 10 cursos de mestrado e 7 de doutorado), incluindo o Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - ENS.

O ENS foi criado em 1986, com a missão de desenvolver atividades de ensino, pesquisa e de extensão, buscando respostas para os problemas ambientais e contribuindo para o desenvolvimento sustentável regional e nacional. Para tanto, dispõe de uma equipe de 19 professores (16 doutores, 1 mestre e 2 especialistas), 6 pesquisadores associados, 04 servidores e 4 técnicos laboratoristas, responsáveis pelas atividades de ensino de graduação em Engenharia Sanitária - Ambiental (400 alunos), de pós - graduação em Engenharia Ambiental (Mestrado e Doutorado, com 90 alunos), de extensão e de pesquisa.



:: Resumo do Projeto

O projeto da UFSC é composto por dois subprojetos:

Subprojeto 1 - Bioestabilização de lodos de tanques sépticos e de resíduos sólidos orgânicos em digestores anaeróbios

Para este subprojeto estão sendo realizadas pesquisas objetivando a avaliação de um digestor para tratamento de lodos de tanques sépticos e um digestor com resíduos sólidos orgânicos integrados com lodos de tanques sépticos associado ao tratamento de chorume em reator UASB.

Quanto ao lodo dos tanques sépticos, estão sendo analisadas amostras provenientes de unidades escolhidas em comum acordo com as empresas limpadoras. Estas amostras são avaliadas através dos testes de biodegradabilidade e de atividade metanogênica. O teste de biodegradabilidade tem por objetivo estudar o potencial de biodegradação de um resíduo ou substância química em condições anaeróbias.

Para os estudos de bioestabilização do lodo e de resíduos sólidos orgânicos foram construídos dois sistemas de tratamento em escala piloto. Num, trata-se apenas o lodo séptico e no outro trata-se a fração orgânica do resíduo sólido urbano inoculado com o lodo séptico. O processo de tratamento do lodo ocorre em um único reator e em regime contínuo. Durante o processo de biodigestão, o gás produzido é medido utilizando-se um gasômetro de cúpula flutuante. Estima-se operar este reator inicialmente em tempos de residência hidráulica de aproximadamente 45 dias podendo diminuir para 10 a 20 dias através do aumento progressivo da vazão de alimentação e conseqüentemente da carga orgânica aplicada. Este reator foi construído em fibra de vidro tendo um volume total de 1000 l com volume útil de 700l.

Quanto ao tratamento da fração orgânica do lixo urbano com o lodo séptico, este ocorre em dois estágios. Em um primeiro momento há a digestão anaeróbia, em regime de batelada, do material orgânico num reator de fase semi-sólida. O reator de fase semi-sólida possui uma câmara no fundo com volume suficiente para abrigar o chorume gerado e no topo do equipamento há, além da saída do biogás produzido, uma entrada para o retorno de parte do chorume tratado no segundo estágio.

Este reator foi construído em fibra de vidro tendo um volume total de 700 l e um volume útil de 500 l. O tempo de retenção ainda é objeto de estudo mas estima-se trabalhar em uma faixa que varie entre 60 a 120 dias. A outra parte do tratamento compreende a bioestabilização do chorume produzido. Este chorume é introduzido gradativamente em um reator de fluxo ascendente (UASB) até que o mesmo opere em condições de plena carga, havendo circulação de parte deste chorume para o reator de fase semi-sólida. Inicialmente aplica-se uma carga de 0,5 KgDQO/m3dia para adaptação do inóculo, estimando-se atingir cargas de até 10 KgDQO/m3dia após este período de adaptação.

Subprojeto 2 - Desodorização de digestor anaeróbio de lodo de tanque séptico através de biofiltração

Pretende-se avaliar uma alternativa não convencional para o tratamento dos maus odores de um reator anaeróbio utilizando-se para isto um biofiltro com leito de turfa. Este biofiltro tratará o biogás proveniente do reator do subprojeto 1 que é responsável pela estabilização do lodo de tanque séptico. O experimento constitui de uma coluna de diâmetro de 0,1 m com 0,60 m de altura, preenchida por uma primeira camada de pedaços de madeira (suporte do meio filtrante) e 0,55 m de turfa. A alimentação será feita através de um ventilador centrífugo que direciona os gases com maus odores para a parte inferior do biofiltro.

Para a avaliação do comportamento do biofiltro serão instalados sistemas de amostragens do afluente e efluente gasosos. A análise olfatométrica para determinar a eficiência de eliminação dos odores é determinada pela intensidade odorante, tendo-se soluções de 1- butanol como referência. Será montado um júri de pessoas selecionadas para este estudo. As amostras dos gases são coletados através de sacos tedlar. O júri será calibrado antes de analisar as amostras e as respostas individuais serão processados com análises estatísticas.

No estudo das respectivas concentrações médias e eficiências das eliminações de H2S e NH3 é utilizado a técnica de concentração destes compostos com absorção em soluções aquosas, respectivas, de HgCl2 4% com pH ~ 2,0 e HCL 1/N. A amostragem dos compostos pela técnica de absorção química será contínua e as análises serão em função de suas concentrações, nas soluções específicas, acima do limite de detecção. Quanto ao comportamento da turfa, serão coletadas frações deste material do interior do meio filtrante para verificar suas modificações em função do tempo de operação do biofiltro.


Foto 1 - Detalhe do reator UASB usado para o
tratamento de chorume.



Foto 2 - Detalhe do biofiltro para desedorização do biogás.


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