A. Flor, L. Arroja, I. Capela

1. CO-DIGESTÃO ANAERÓBIA DA FRACÇÃO ORGÂNICA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (FORSU) E LAMAS SECUNDÁRIAS (LS) A. Flor, L. Arroja, I. Capela

2. Outra alternativa • FORSU • - > 2 milhões de toneladas por ano (Matt Crowe et al., 2002) • 20.000 toneladas são tratadas biologicamente. • DEPOSIÇÃO EM ATERRO SANITÁRIO • -Bom sob o ponto de vista económico. • Do ponto de vista ambiental: • Carga orgânica nos lexiviados e risco de contaminação de aquíferos, • Emissões de metano que contribuem para o efeito de estufa (cerca de 2%) (Gijzen, 2002; Baldasano, 2000), • Directiva Europeia 1999/31/EC (D.L. n.º 152/2002 de 23 de Maio), contempla a diminuição da deposição de resíduos orgânicos em aterro para 75% do depositado em 1995 • COMPOSTAGEM • - Libertação de odores e COV’s • Consumo de energia • Tecnologia mais implantada na Europa para o tratamento dos resíduos biodegradáveis, (Van Lier et al., 2001). • Lamas de ETAR’s • Aumento crescente do número e eficiência das estações de tratamento de águas residuais (ETAR’s), com o consequente aumento da produção de lamas biológicas secundárias (LS). Directiva Europeia (1999/31/CE) - Redução da deposição de resíduos orgânicos em Aterro Alto teor de humidade (FORSU) Fracção Orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos COMPOSTAGEM Lamas de ETAR ATERRO SANITÁRIO INCINERAÇÃO • INCINERAÇÂO • Muito desfavorável para resíduos com alto teor de humidade, como sejam, restos de cozinhas e lamas de ETAR entre outros, (Kayhanian and Rich, 1996). • Libertação de dioxinas e Furanos • DEPOSIÇÂO EM SOLO AGRÍCOLA • Custos de transporte e aplicação elevados • A Directiva 86/278/EEC, limita a concentração de contaminantes nas lamas a depositar em solo agrícola. Alto teor de humidade Baixo poder calorífico AGRICULTURA • Directiva Europeia (86/278/EEC) • Limita a deposição de lamas • em solo agrícola

3. BIOGÁS : • Directiva 2001/77/EC, 12% energia de fontes renováveis • Redução das emissões de CO2 acordadas em Kyoto (FORSU) Fracção Orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos DESVANTAGENS - Transporte de resíduos - Teor de humidade - Entraves legislativos, 5% das unidades funcionam em co-digestão a nível Europeu, (De Baere, 2003). CO-DIGESTÃO • VANTAGENS • Suplementa nutrientes • Equilibra cargas orgânicas (CO) e (TRH) • Melhora a performance económica de toda a unidade. • Processo biológico, • Produto final estabilizado • - Elimina organismos patogénicos e odor Compostagem Lamas de ETAR Incineração

4. Maior remoção de impurezas • Maior volume de reactor • Simplicidade de funcionamento • Digestato de baixa • qualidade • Menor tamanho do reactor • Digestato de baixa qualidade Digestão anaeróbia da FORSU > 50 processos patenteados Via Húmida Via Seca Descontínuos Contínuos FUNNEL (EUA) BTA (Alemanha) BIOMET (Suiça) VALORGA (França) HERNING (Dinamarca) BIOCEL (Holanda) SEBAC (EUA) DRANCO (Bélgica) As vantagens e desvantagens dos processos por “via húmida” e “seca” são equilibrados

5. 3 2 1 • MÉTODOS • FORSU • Misturados na proporção de 75% FORSU e 25% LS (base seca) • Bicarbonato de potássio e sódio e solução de nutrientes • Teor de sólidos foi ajustado com água para se atingir a CO e TRH pretendido. • LS • REACTORES • MÉTODOS ANALÍTICOS • CQO, STV, Alcalinidade e pH • AOV’s • Volume de biogás e percentagem de metano

6. Percentagem de metano diminuiu de 60 e 40%, com o aumento da carga • RESULTADOS Máximo de 147 litros/dia (3,1 m3(CH4).m-3.dia-1) • Produção de metano Máximo do semi-contínuo 137 litros/dia (2,9 m3(CH4).m-3.dia-1) CO entre 3-19 Kg(CQO).m-3.dia-1 • Reactor contínuo • 377 m3(CH4).ton-1(STV) • para 173 m3(CH4).ton-1(STV) • Reactor semi-contínuo • ligeiramente inferiores • 320 m3(CH4).ton-1(STV) • para 180 m3(CH4).ton-1(STV) CO entre 3-19 Kg(CQO).m-3.dia-1 TRH entre 30 e 10 dias

7. Teor de sólidos • Abaixo dos 12%, característica de um processo por “via húmida”. • Remoção de STV e CQO • Remoção de STV • Reactor contínuo a redução de STV variou entre 88 e 56% • Semi-contínuo entre 85 e 48 %. • Remoção de CQO • Variações entre 87 e 53% no reactor contínuo • No semi-contínuo 83 e 43%.

8. Reactor contínuo 9 Carga 3 6 14 19 Carga 12 17 Reactor semi-contínuo 12 Carga 3 9 19 14 17 6 • Ácidos Orgânicos Voláteis (AOV’s) Os reactores conseguiram lidar com os aumentos dos níveis dos (AOV’s), excepto nas duas últimas com estabilização ocorre a valores mais elevados. • Os níveis de AOV’s verificados neste estudo (entre 3.500 e 4.000 mg(acA)/l) • Inferiores aos registados na bibliografia (5.500 mg(acA)/l em Demirekler (1998) • Boa estabilidade do processo de co-digestão estudado.

9. CONCLUSÕES • Desempenhos semelhantes dos dois tipos de reactores, contínuo e semi-contínuo, permitem concluir: • Carga orgânica (CO) máxima de 19 Kg (CQO).m-3.dia-1, tão alta como os sistemas por via seca. • Produção volumétrica específica de metano (PVEM) máxima de: 3,1 m3(CH4).m-3,dia-1. De acordo com processos semelhantes de co-digestão. • A percentagem de metano no biogás é mais baixa que o verificado noutros estudos. • Embora tenha havido decréscimo dos valores de remoção de STV e CQO, os resultados podem-se considerar satisfatórios (> 50% redução STV). • Funcionamento e manutenção simples dos mecanismos alimentação e agitação, principalmente do reactor semi-contínuo = SEMI-CONTÍNUO CONTÍNUO O processo de co-digestão de FORSU e LS é tecnicamente viável no contexto Português

10. Este trabalho foi feito no âmbito de uma bolsa de doutoramento concedida pela FCT (Fundação para a ciência e tecnologia) e com o apoio do projecto POCTI/CTA/39181/2001