Otimização do desempenho da codigestão anaeróbia tendo em vista o aumento da autossuficiência energética de uma ETAR da SIMDOURO - Rocha , Pedro Gonçalves Oliveira (2020)
Os resíduos sólidos, tais como lamas provenientes de uma estação de tratamento de águas residuais (ETAR), resíduos de óleos e gorduras animais, e outros resíduos industriais, são de especial interesse, uma vez que podem ser usados como fontes para a produção de energia renovável. O processo de digestão anaeróbia (DA) permite converter este tipo de resíduos/biomassa em biogás, que pode ser utilizado para a produção de energia elétrica e térmica, sendo, no entanto, um processo complexo e dependente das propriedades da biomassa, assim como das condições aplicadas ao reator. Neste contexto, o presente estudo foi realizado no âmbito da unidade curricular “Dissertação/Projeto/Estágio” do Mestrado em Energias Sustentáveis, numa ETAR pertencente ao grupo SIMDOURO – Saneamento do Grande Porto, S.A.. O estágio teve como principal objetivo replicar à escala laboratorial o digestor anaeróbio existente na ETAR, e analisar a influência da incorporação de um resíduo sólido industrial rico em óleos e gorduras na quantidade de biogás produzido durante o processo de digestão anaeróbia a partir de lamas da ETAR. O resíduo incorporado é proveniente de uma empresa de valorização de gorduras e afins, para a produção de biodiesel. Para este estudo procedeu-se à realização de diferentes ensaios em paralelo, em que as proporções de lamas de ETAR (neste caso uma mistura de lama primária e lama secundária) foram mantidas iguais às que se verificavam no digestor real, respetivamente 60% e 40%, variando a proporção de resíduo adicionado à mistura entre 1% e 7%, e tendo-se fixado a percentagem de inóculo, neste caso lama do digestor, em 50%. Durante este estudo foi medido o volume de biogás produzido, ao longo do período de duração do ensaio que era de cerca de 15 dias, ou até a produção de biogás cessar. Procedeu-se também à caraterização físico-química das lamas, do resíduo sólido industrial (co-substrato) e da mistura presente em cada reator, tendo sido determinados osseguintes parâmetros, antes e depois de cada ensaio: pH, temperatura,sólidos totais, sólidos voláteis, matéria seca, matéria volátil, alcalinidade e ácidos gordos voláteis. A produção de biogás esperada para cada reator foi estimada a partir da degradação dos sólidos voláteis (SV destruídos). No entanto, os resultados experimentais ficaram um pouco aquém do previsto com base na degradação dos sólidos voláteis, o que pode ser atribuído a processos de inibição causados por acumulação de ácidos gordos voláteis e por consequente abaixamento do pH, mas sem descartar a possibilidade de fugas na instalação laboratorial. Comparando os diversos ensaios quanto à matéria volátil digerida, ou seja os valores de biogás esperados nos reatores em Branco e com os que continham resíduo, verificou-se que nos ensaios com 1%, 2% e 4% de resíduo, a adição de resíduos significou um potencial aumento de produção de biogás (quantidade de biogás esperado fruto da maior degradação de matéria volátil) em comparação com os reatores em branco correspondente, mas na prática não foi possível confirmar dado os problemas existentes na medição de biogás efetivamente produzido e a ocorrência de inibição em alguns reatores. Nos restantes ensaios, a adição de resíduo significou uma diminuição da quantidade de biogás esperado (menor degradação de matéria volátil) em comparação com a quantidade de biogás esperado nos reatores em branco correspondentes. Os resultados obtidos neste estudo não foram conclusivos quanto ao efeito inibidor ou potenciador de formação de biogás na codigestão do resíduo.