Aplicação do consórcio microbiano na biodegradação anaeróbia e geração de biometano de resíduos sólidos orgânicos

Abstract

A população mundial produz, anualmente, em torno de 2,01 bilhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos (RSU). Destes, 924,6 milhões de toneladas referem-se aos resíduos orgânicos (RO), potenciais poluentes do solo, ar e água. A Digestão Anaeróbia (D.A.) destaca-se por: baixa emissão de gases de efeito estufa, capacidade de tratar resíduos sólidos e efluentes líquidos, e, sobretudo, pela geração do biogás e do biofertilizante. Em suma, a Digestão Anaeróbia se baseia na síntese de polímeros a oligômeros e monômeros, em ambiente anóxico. Constitui-se em quatro etapas: a hidrólise, a acidogênese, a acetogênese e a metanogênese, sendo, a hidrolítica, a fase limitante e mais complexa do processo. Visando acelerar a fermentação anaeróbia e o tempo de detenção hidráulica, adotou-se, nesta pesquisa, a técnica da bioaumentação. Para tanto, um consórcio microbiano composto pelas cepas Bacillus subtilis (T9) e Alcaligenes faecalis (T19) foi utilizado, a fim de melhorar a fermentação de resíduos sólidos e líquidos e a produção de biogás e metano. Onze biodigestores BMP foram utilizados, inserindo-se neles quantidades variadas de substrato e inóculos. Adotou-se a ferramenta do Planejamento Experimental (DCCR – 23, com curvatura) para elaborar as combinações, refletindo na redução do número de experimentos (onze biodigestores), com replicação nos pontos centrais. Compostos predominantemente por frutas (89,71%), com quantidades traços de folhosos (6,75%) e de leguminosas (3,54%), os resíduos orgânicos estudados apresentaram valores de umidade, pH, relação DBO5*DQO-1, sólidos voláteis de 0,93 g*gST-1 e relação C/N, de 85,56%, 3,5, 0,936, 0,93g*gST-1, 12,3, respectivamente. Tais dados apontam para um resíduo ácido e biodegradável, apesar da relação C/N não ser favorável à fermentação anaeróbia. Autodepurado, o digestato melhorou os parâmetros de pH, DBO5/DQO e SV. Após o ensaio BMP, observou-se o maior Potencial Acumulado de Biogás no Experimento 1 (3,0g RO+7,27mLDG+42,73mLC), registrando 113,26 NmL/gSV, seguido pelo Experimento 5 (2,5g RO+25mLDG+25mLC), registrando 53,13 NmL/gSV. Quanto aos Potenciais de gás metano presentes no biogás, tais Experimentos 1 e 5 atingiram, respectivamente, 62,57 e 37,76 NmLCH4/gSV, sendo, também, os Experimentos que obtiveram melhores rendimentos de metano. A bioaumentação pode ajudar a D.A. de R.O. elevando a sua eficiência.