Biodigestão anaeróbia de palma forrageira, vinhaça e resíduos alimentares para produção de biogás

Abstract

O crescente interesse em ampliar a produção de energia a partir de fontes renováveis e a necessidade de gerir adequadamente os resíduos gerados tem incentivado o aproveitamento energético de fontes de biomassa. Dentre as estratégias utilizadas, encontra-se a biodigestão de resíduos orgânicos para a produção de biogás. Em Pernambuco, cada região apresenta alguma fonte de biomassa com potencial em destaque, devido a sua geração em grandes quantidades aliada ao alto teor de matéria orgânica. Palma forrageira é uma biomassa de alta produtividade em regiões semiáridas em comparação a outras culturas, podendo ser uma alternativa para esta região. A vinhaça, originada no processamento de cana-de-açúcar na Zona da Mata, apresenta potencial poluidor caso não seja adequadamente gerida. Já a geração de resíduos alimentares está intimamente ligada ao adensamento populacional, sendo bastante expressivos em grandes cidades e na Região Metropolitana do Recife. A biodigestão, além de produzir biogás, estabiliza a matéria orgânica presente, diminuído seu potencial nocivo ao meio ambiente. A presente pesquisa avaliou a produção de biogás sob diferentes condições a partir de palma forrageira, de vinhaça e de resíduos alimentares do restaurante universitário (RU) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Para realização dos ensaios foram utilizados reatores de bancada de 2,7 L e lodo de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) como inóculo. Um reator de 200 L, construído em galão de plástico, tubos, conexões e válvulas hidráulicas também foi utilizado no estudo da biodigestão de resíduos alimentares. Esse reator foi operado por um ano, na forma de batelada alimentada durante o start-up e como reator semi-contínuo após o preenchimento de seu volume útil. Com a biodigestão de palma forrageira foi possível obter produção de biogás entre 0,15 e 0,20 m³ por quilograma de sólidos voláteis, o suficiente para gerar 560 m³ de biogás por hectare de palma plantada. O processo, no entanto, ocorreu de forma lenta e se estendeu por grande período de tempo. O controle de temperatura a 35°C durante a biodigestão da vinhaça mostrou-se capaz de aumentar a produção de biogás em quase 30% em relação à temperatura ambiente (~25°C), atingindo até 0,739 m³/kgSV. Além disso, trouxe mais estabilidade para o processo e reprodutibilidade dos resultados. Resultado semelhante foi obtido com o uso de tratamento térmico de resíduos alimentares, que trouxe estabilidade, reprodutibilidade e menor tempo para início da produção de biogás com teores de metano acima de 45%. Apesar disso, não resultou em aumento da produção de biogás. Estimativas indicaram a possibilidade de produção de 45 m³ de biogás por dia à partir de resíduos do RU-UFPE. O reator de 200 L foi operado com sucesso e gerou uma produção máxima de 46,5 m³biogás/m³resíduos alimentares.