UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADE CATARATAS FACULDADE DINÂMICA DAS CATARATAS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

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1 UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADE CATARATAS FACULDADE DINÂMICA DAS CATARATAS CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM A ADIÇÃO EM LABORATÓRIO DE RESÍDUO SÓLIDO ORGÂNICO DO REFEITÓRIO NO BIODIGESTOR DA ETE PTI ANDRÉ DOUGLAS TOLEDO RODRIGUES Foz do Iguaçu - PR 2011

2 ANDRÉ DOUGLAS TOLEDO RODRIGUES ESTUDO DE OTIMIZAÇÃO NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS COM A ADIÇÃO EM LABORATÓRIO DE RESÍDUO SÓLIDO ORGÂNICO DO REFEITÓRIO NO BIODIGESTOR DA ETE PTI Trabalho Final de Graduação apresentado à banca examinadora da Faculdade Dinâmica de Cataratas UDC, como requisito parcial para obtenção de grau de Engenheiro Ambiental. Profa. Orientadora: Ms. Norma Barbado Foz do Iguaçu PR 2011

3 i TERMO DE APROVAÇÃO UNIÃO DINÂMICA DE FACULDADES CATARATAS TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE BACHAREL EM ENGENHARIA AMBIENTAL Acadêmico: ANDRÉ DOUGLAS TOLEDO RODRIGUES Orientadora: Ms. NORMA BARBADO Nota Final Banca Examinadora: Prof Ms. Franciele Panazzolo Prof Ms. Luciana Mello Ribeiro Foz do Iguaçu, 22 de Novembro de 2011.

4 ii DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a meus pais que foram meus melhores mestres especialmente a minha mãe que sempre acreditou em mim e apesar das circunstâncias mostrarem o contrário, manteve a fé.

5 iii AGRADECIMENTOS A Deus, que me deu tudo, o Dom da Vida e aos meus pais, pela orientação, dedicação durante toda minha vida. À minha orientadora professora Norma Barbado por sua disponibilidade, interesse e receptividade com que me recebeu e pela prestatividade com que me ajudou. Agradeço aos pesquisadores e professores do curso de Engenharia Ambiental especialmente aos professores Daniel Salinas, Martin Engler, Norma Barbado e Professor Floriano in memorian com os quais muito aprendi e, aos meus colegas de classe, especialmente à minha amiga Rayana que tantas vezes me ajudou nos trabalhos acadêmicos, estágios, congressos e contribuiu muito no meu direcionamento profissional e com quem convivi com muita alegria. Aos profissionais com quem trabalhei e convivi especialmente à bióloga Ms. Leonilda Correia dos Santos, aos biólogos Luiz Antônio Alvarenga Cortêz e Lilian Cristiane Toledo Rodrigues (minha irmã), pelos ensinamentos práticos no Laboratório Ambiental de Itaipu, ao Engenheiro Químico Ansberto Rodrigues do Passo Neto com quem pude desenvolver este estudo e aprimorar meus conhecimentos. Enfim, sou grato a todos que contribuíram de forma direta ou indireta para realização desta monografia.

6 iv EPÍGRAFE Você nunca sabe que resultados virão da sua ação. Mas se você não fizer nada, não existirão resultados. (Mahatma Ghandi)

7 v RESUMO RODRIGUES, André Douglas Toledo. Estudo de otimização na produção de biogás com a adição em laboratório de resíduo sólido orgânico do refeitório no biodigestor da ETE PTI p. Monografia (Engenharia Ambiental). Faculdade Dinâmica das Cataratas. Foz do Iguaçu, A produção de biogás tem se mostrado bastante vantajosa em termos econômicos e principalmente ambientais, devido à necessidade da adequada destinação dos resíduos. Este método possibilita o aproveitamento energético através do uso do biodigestor, garantindo a sustentabilidade das atividades econômicas. O Parque Tecnológico Itaipu (PTI) localiza-se dentro da área da Itaipu Binacional e são realizadas atividades extremamente variadas como a realização de eventos e encontros de abrangência internacional, atividades acadêmicas e operacionais. Por esse motivo a quantidade de efluentes é bastante variável, fazendo-se necessário o monitoramento constante, além da adequação da estação de tratamento de esgoto atual. Tendo em vista que tal adequação encontra-se em fase de planejamento o presente trabalho espera auxiliar na obtenção de dados que possam subsidiar o devido aproveitamento energético dos resíduos sólidos orgânicos produzidos para a maximização do uso do biodigestor. O objetivo deste trabalho foi quantificar a produção de biogás através da adição de restos de alimento (resíduo sólido orgânico) proveniente do refeitório ao efluente líquido que alimenta o biodigestor (tipo RAFA) do sistema de tratamento de efluentes do PTI para aumentar a quantidade de matéria orgânica disponível conversível em biogás. O experimento foi realizado no Laboratório de biogás (LABIOGÁS), sendo as adições de 5 e 10% de resíduos sólidos triturados às amostras de efluentes líquidos coletados em três pontos distintos do sistema de tratamento. Tanto o efluente líquido quanto o resíduo sólido orgânico foram quantificados e qualificados, e as análises laboratoriais consideraram os principais fatores que influenciam o processo de produção de biogás tais como temperatura, ph, composição e diluição. A adição demonstrou aumento na produção de biogás considerando que esta pode ser otimizada através da implantação de sistema de adição e dosagem de resíduo sólido orgânico no biodigestor da ETE PTI. Tal sistema resultará em benefícios econômicos e ambientais aproximando o PTI de seus objetivos que são o desenvolvimento econômico, científico e tecnológico, com respeito ao ser humano e foco em soluções voltadas à água, energia e ao turismo. Palavras-Chave: Aproveitamento energético, Sistema de tratamento, Biogás.

8 vi ABSTRACT RODRIGUES, André DouglasToledo. Optimization study of biogas production with laboratory addition of organic solid waste of the restaurant to the biodigester of IPT STP. 60p. Monograph (Environmental Engineering). União Dinâmica de Faculdades Cataratas, Foz do Iguaçu, Biogas production has many economical and environmental benefits, due to the need of the adequate waste disposal; this method allows the use of energy through the use of biodigester, ensuring the sustainability of economic activities. Itaipu Technological Park (IPT) is located in the area of Itaipu Binacional, where extremely varied activities are developed such as holding meetings and events of international scope, operational and academic activities, therefore the amount of wastewater is highly variable, making it necessary the constant monitoring, and the adequacy of the present Sewage Treatment Plant (STP). As there is a adequation plan in corse this study hopes to assist in obtaining database to support the proper use of the organic solid waste energy and maximizing the use of the biodigester. Based on this principle the present work studied the addition of leftover food (organic solid waste) to the liquid effluent from the restaurant and that feed the biodigester system of ITP to increase the amount of available organic matter to increase the biogas production. The experiment was conducted at the Laboratory of biogas (LABIOGÁS), and additions were 5 and 10% of crushed solid waste to wastewater samples collected at three different points of the treatment system. Both the wastewater and organic solid waste were quantified and qualified, and laboratory tests considered the main factors influencing the process of biogas production such as temperature, ph, composition and dilution. The addition showed an increase in production, considering that biogas can have several uses the adequacy of the system will bring economic and environmental benefits and will approach ITP to their goals: economic development, science and technology, with respect to human-oriented and focus on solutions water, energy and tourism. Keywords: Energy use, Treatment system, Biogás.

9 vii LISTA DE FIGURAS Figura 1: Consumo energético brasileiro...16 Figura 2: Sequências metabólicas e grupos microbianos da digestão anaeróbia Figura 3: Biodigestor da Marinha...30 Figura 4: Vista tridimensional do biodigestor modelo Chinês...31 Figura 5: Biodigestor modelo Indiano...31 Figura 6: Reator UASB...32 Figura 7: Localização da ETE PTI...33 Figura 8: Fluxograma DA ETE UD_PTI...34 Figura 9: Eudiômetros...37 Figura 10: Quantificação dos resíduos sólidos orgânicos...39

10 viii LISTA DE TABELAS Tabela 1: Principais gases que compõe o biogás...20 Tabela 2: Propriedades físicas do metano, gás carbônico e gás sulfídrico...21 Tabela 3: Equivalência energética em 1 N.m-3 de biogás...22 Tabela 4: Elementos inibidores da formação de metano (Biogás)...27 Tabela 5: Coleta de Amostras de Efluente e Resíduos Sólidos...36 Tabela 6: Coleta de Amostras do Efluente Líquido da ETE UD PTI...37 Tabela 7: Vazão média do efluente no Ponto Tabela 8: Variação nos Pontos de Coleta para os mesmos horários...41

11 ix SUMÁRIO 2.6 BIODIGESTORES Tipos de Biodigestores... 29

12 10 1 INTRODUÇÃO O biogás é um produto resultante da biodigestão anaeróbica de resíduos orgânicos. Para a obtenção deste produto são necessárias condições estruturais, legais e fomentadoras do processo. O biogás pode tornar-se um incremento inovador que pode fomentar a economia, nos aspectos ambientais, sociais e tecnológicos. O uso do biogás reduz a emissão de Gases de Efeito Estufa, minimiza os efeitos ambientais que estes gases provocam na sua reação em cadeia e, principalmente, de acordo com as novas políticas internacionais sobre a conservação do meio ambiente, torna-se uma nova fonte de comércio - os créditos de carbono. Em correspondência às políticas internacionais, o sistema energético nacional, cria em 2002 o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA). A partir de então, as atividades de aproveitamento de resíduos agropecuários em pequenas propriedades se propagam, tornando sensível a redução dos custos da produção e dos impactos ambientais no campo. Por extensão, os grandes centros urbanos que absorvem os produtos agrícolas, geram grandes quantidades de resíduos sólidos, que também podem ser manipulados, de forma similar aos resíduos rurais, na geração de biogás. O tema sobre aproveitamento dos resíduos urbanos como fonte energética gerou inúmeras pesquisas, tanto sobre a estruturação de suas reais possibilidades quanto pela comprovação de sua eficiência. Os resultados destas pesquisas já consolidam os primeiros fundamentos teóricos e apresentam efeitos promissores. Este aspecto inovador despertou-me o interesse enquanto estudante, de participar deste empreendimento que é a demonstração das possibilidades do uso de resíduos sólidos como recurso energético e sua importância para otimização da produção de biogás. O presente trabalho possui como objetivo geral, quantificar a produção de biogás a partir da adição de restos de alimento do Refeitório do Parque Tecnológico de Itaipu, no Biodigestor da ETE-PTI, no âmbito dos objetivos específicos temos a quantificação e qualificação dos resíduos sólidos e efluentes líquidos.

13 11 Com o incremento na produção de biogás pela ETE PTI, o mesmo poderá ser aproveitado para diversos usos, reduzindo a quantidade de resíduos que necessitam ser transportados para finalmente serem dispostos de maneira adequada e com isso encontramos um fim nobre para o resíduo que hoje vai para o aterro sanitário municipal. O monitoramento realizado no sistema de tratamento apresentou medições de produção de biogás insignificantes, provavelmente justificáveis pela presença de líquidos, detergentes, entre outros resíduos misturados nos dejetos sanitários, os quais inibem a ação de bactérias anaeróbicas. A adição dos resíduos sólidos busca aumentar a quantidade de matéria orgânica disponível no efluente do biodigestor.

14 12 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 CENÁRIO ENERGÉTICO BRASILEIRO E GERAÇÃO DE ENERGIA Goldemberg e Lucon (2007) acreditam que a pesar da posição bastante favorável do Brasil, em comparação com o resto do mundo, já que possui uma forte base hidráulica mas, é preciso mudar os padrões de produção e consumo de energia visto que atualmente as fontes energéticas são baseadas em fontes fósseis que causam diversos problemas ambientais como emissão de poluentes, gases do efeito estufa que coloca em risco o suprimento a longo prazo. O modelo tradicional criado entre 1940 e 1960 manteve os baixos custos de produção de energia que funcionou bem até meados da década de Bley et al., 2009 descrevem que a pesar do relativo conforto do setor energético, a demanda crescente de recursos naturais e a sustentabilidade dentro deste contexto é um dos maiores desafios, os autores ainda questionam qual será o destino da humanidade sem que haja uma verdadeira mobilização, já que estamos caminhando para o caos de abastecimento, visto que as atitudes de hoje determinarão o futuro da humanidade. É do conhecimento do público em geral que o fator energético é muito importante para alavancar o desenvolvimento de uma sociedade. Sabe-se também que há uma crescente vulnerabilidade dos atuais mecanismos de suprimento de energia, face à dependência de recursos não renováveis como o carvão, petróleo e outros, cujo esgotamento das reservas naturais provocaria um colapso na sociedade atual. É neste contexto que as fontes alternativas (eólica, solar, biomassa, pequenas centrais hidroelétricas) podem contribuir para a instauração de um modelo energético que atenda as premissas da sustentabilidade (LINDEMEYER, 2008). Para Schmidt (1999) a questão não é deixar de usar os combustíveis fósseis, mas sim buscar alternativas, já que a autora aponta dois graves problemas no modelo energético atual, as questões de ordem ambiental e o fato dos recursos fósseis serem finitos, sendo que as fontes renováveis devem ser uma alternativa ou um complemento para as fontes convencionais. De qualquer modo, nenhuma das transições energéticas do passado se fez por causa do esgotamento físico de uma fonte de energia. A história da humanidade pode ser sintetizada como a história da produção e alocação do excedente econômico, ritmada por revoluções energéticas sucessivas. Todas elas ocorreram graças à identificação de uma nova fonte de energia

15 13 com qualidades superiores e custos inferiores. Assim aconteceu a passagem da energia de biomassa ao carvão e deste ao petróleo e gás natural (SACHS, 2007). O novo quadro econômico mundial, estabelecido com as recentes crises, por certo influirá para que sejam alteradas as práticas de adubação com biofertilizantes e, mais ainda, quando se tratarem de biofertilizantes com cargas orgânicas reduzidas e atividades biológicas estabilizadas, como se espera sejam os efluentes dos biodigestores (BLEY et al., 2009). Obviamente, as soluções serão diferentes de país para país e a matriz energética futura continuará a ser múltipla, com proporções variáveis das diversas fontes de energia (SACHS, 2007). No Brasil, o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (PROINFA) foi criado através da Lei Federal nº , de 26 de abril de 2002 (BRASIL, 2002), e revisado pela Lei nº , de 11 de novembro de 2003 (BRASIL, 2003), com o objetivo de diversificar a matriz energética brasileira e aumentar a segurança no abastecimento, valorizando as características e potencialidades de cada região priorizando as fontes eólicas, as Pequenas Centrais Hidrelétricas e a biomassa. Com isso, busca reduzir as emissões de gases do efeito estufa, reduzindo os impactos ambientais da produção de energia. 2.2 IMPACTOS AMBIENTAIS DA GERAÇÃO DE ENERGIA Para Mendonça e Gutierez (2000) no Brasil ainda não existe a preocupação de associar a sustentabilidade climática à questão da eficiência energética no setor elétrico devido ao fato de a produção de eletricidade estar calçada preponderantemente em base hídrica. Mas por conta do elevado custo de implantação e dos problemas ambientais causados pela construção esta postura deve mudar buscando uma base mais sustentável. Devido às indiscutíveis alterações ambientais e climáticas causadas pelo uso dos combustíveis fósseis, o uso de energias renováveis é visto agora, como uma prioridade, sendo hoje dedicados largos fundos e meios de investigação ao desenvolvimento da sua utilização (BRAGA et al.,2005).

16 14 A biomassa residual, pela falta de mecanismos eficientes para sua degradação completa em condições sanitárias, implica negativamente sobre a qualidade da água dos corpos d água e reservatórios de água doce. Dejetos e efluentes orgânicos dispostos sem tratamento sanitário na rede hídrica causam a eutrofização destes ambientes devido a abundância do aporte de nutrientes orgânicos, e assim representam uma ameaça à segurança ambiental dos reservatórios aquáticos pelos sérios desequilíbrios biológicos que pode desencadear (BLEY et al., 2009). Com base nessa realidade, nota-se uma grande procura por formas alternativas de geração e de aproveitamento energético, que é motivada pela viabilização de novas tecnologias e também pela redução do impacto no meio ambiente, e vêm não apenas para substituir e sim para somar esforços no sentido de racionalizar o uso do potencial energético disponível (LINDEMEYER, 2008). Diminuir a dependência de combustíveis fósseis e não renováveis e buscar soluções ambientalmente corretas, como a utilização da biomassa como fonte de energia, não apenas diminuirá os impactos globais pela queima de combustíveis fósseis como também contribuirá com a matriz energética dos países (FIGUEIREDO, 2007). 2.3 FONTES DE ENERGIA Braga et al., (2005) descrevem que grande parte da energia térmica utilizada na ecosfera provém direta ou indiretamente do Sol, sendo classificadas como fontes de energia primárias. Estas, por sua vez, são transformadas pelo homem em outras fontes de energia, ou seja, energia elétrica, química, térmica e mecânica. É através destas fontes de energia que o homem desenvolve suas atividades, além do que o uso destas energias facilita a ocupação humana em locais que apresentam condições adversas. Os recursos energéticos primários são classificados em renováveis e não renováveis. De acordo com Figueiredo (2007) o principal consumo energético brasileiro provém do petróleo e de fontes hidráulicas, como mostra a Figura 1.

17 15 Figura 1: Consumo energético brasileiro. Fonte: Figueiredo (2007) Fontes de Energia Não-Renováveis As fontes de energias não renováveis são aquelas que se encontram na natureza em quantidades limitadas e se extinguem com a sua utilização. Consideram-se fontes de energia não renováveis os combustíveis fósseis (carvão, petróleo bruto e gás natural) e o urânio, que é a matéria-prima necessária para obter a energia resultante dos processos de fissão ou fusão nuclear (AGENEAL, s.d.). Fontes como essa, demandam milhares de anos para reconstituir-se e são distribuídas de forma heterogênea, portanto, não renováveis. Por ser a energia mais utilizada em todo o mundo, são denominadas convencionais (FAUCHEUX e NOEL, 1995). O petróleo e o gás natural estão entre as reservas com mais energia por unidade de volume, sendo fluidos são fáceis de armazenar e de transportar. No entanto, seu uso provoca efeitos ambientais com conseqüências ao clima e a saúde publica. Uma vez que para obter energia, a queima dos combustíveis fósseis produz grandes quantidades de vapor de água e de dióxido de carbono (CO2), principais responsáveis pelo efeito de estufa do planeta (CARAPETO, 1998). O carvão mineral é um combustível fóssil sólido formado a partir da matéria orgânica de vegetais depositados em bacias sedimentares. Por ação de pressão e temperatura em ambiente sem contato com o ar, em decorrência de

18 16 soterramento e atividade orogênica, os restos vegetais ao longo do tempo geológico se solidificam. Fundamental para a economia mundial, o carvão é maciçamente empregado em escala planetária na geração de energia e na produção de aço. Entre os recursos energéticos não renováveis, o carvão ocupa a primeira colocação em abundância e perspectiva de vida útil, sendo a longo prazo a mais importante reserva energética mundial (BORBA, 2001). A ANEEL (2005) descreve o petróleo como sendo uma mistura de hidrocarbonetos originado na degradação da matéria orgânica realizada por bactérias em locais com baixa disponibilidade de oxigênio, e devido a pressão exercida pelos movimentos da crosta terrestre dando origem a esta substância oleaginosa de cor escura. Sendo encontrado em bacias sedimentares especificas, formadas por camadas ou lençóis porosos de areia, arenitos ou calcários. O petróleo, óleo mineral de cor escura e um cheiro forte, constituído basicamente por hidrocarbonetos. Seu refino consiste na separação de diversos componentes, e permitindo obter os mais variados combustíveis e matérias-primas. Estima-se que, com o atual ritmo de consumo, as reservas planetárias de petróleo se esgotem nos próximos 30 ou 40 anos (Bley, 2009). O gás natural é encontrado em reservatórios subterrâneos em muitos lugares do planeta, tanto em terra quanto no mar, tal qual o petróleo. De modo similar aos demais combustíveis fósseis, o gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos gasosos, originados da decomposição de matéria orgânica fossilizada ao longo de milhões de anos. Em seu estado bruto, o gás natural é composto principalmente por metano, com proporções variadas de etano, propano, butano, hidrocarbonetos mais pesados e também CO2, N2, H2S, água, ácido clorídrico, metanol e outras impurezas (GAS NATURAL, 2007). A era do Petróleo está sendo pressionada a sua extinção devido as constante ação dos terroristas e guerras territoriais, o que impactam negativamente o suprimento de petróleo elevando o seu preço. Além da pressão social, a pressão ambiental, a busca de alternativas economicamente mais acessíveis está forçando investimentos em novas fontes de energias e diversificação das matrizes energéticas (SENAI, 2007).

19 Fontes de Energia Renováveis As fontes de energia renovável são caracterizadas por não se estabelecer um limite de tempo para a sua utilização. Trata-se de fontes limpas de energia, também conhecidas como energias verdes, por não poluírem a atmosfera com gases do efeito estufa [...] (RODRIGUES, 2004 apud MARQUES, 2007) São exemplos a iluminação e calor solar, movimento das massas de ar, das marés e dos cursos d água. As energias renováveis são teoricamente inesgotáveis, mas limitadas em termos da quantidade de energia que é possível extrair em cada momento (AGENEAL, s. d.). Através do desenvolvimento tecnológico as energias renováveis vêm sendo captadas e integradas aos sistemas de abastecimento de energia de uma cidade ou região [...] (PACHECO, 2006). Quase todas as fontes de energia hidráulica, biomassa, eólica, combustível fóssil e energia dos oceanos são formas indiretas de energia solar. Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico. (AGENEAL, s. d.). Atualmente há vários projetos, em curso ou em operação, para o aproveitamento da energia solar no Brasil, particularmente por meio de sistemas fotovoltaicos de geração de eletricidade, visando ao atendimento de comunidades isoladas da rede de energia elétrica e ao desenvolvimento regional (ANEEL, 2005). A finalidade da construção de uma represa hidrelétrica é a de aproveitar águas de alto desnível em quantidade constante durante o ano todo. A represa nivela as flutuações naturais da descarga do rio. Consequentemente flutuações do nível do rio abaixo da represa são modificadas. [...] (JUNK e MELLO, 1990) Somente a produção de energia elétrica a partir de pequenas hidroelétricas é considerada energia renovável (PACHECO, 2006). Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, para a geração de eletricidade (ANEEL, 2005).

20 18 Recentes desenvolvimentos tecnológicos têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos. O custo dos equipamentos, que era um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-se significativamente nas últimas duas décadas [...] (EWEA; GREENPEACE, 2003 apud ANEEL, 2005). A biomassa de interesse econômico é proveniente das plantas verdes de altíssima produtividade, tais como a cana de açúcar, mandioca, dendê, mamona e florestas de rápido crescimento em países tropicais (MELLO, 2001). Biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia hidráulica e outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos (ANEEL, 2005). Dentre as fontes de energia com potencial energético de biomassa, destacam-se a madeira (e seus resíduos), os resíduos agrícolas, os resíduos sólidos, os resíduos dos animais, os resíduos da produção alimentar, as plantas aquáticas, e as algas (RODRIGUES, 2004). No que se refere ao biodiesel (oriundo da biomassa), pode-se afirmar que é um combustível renovável e biodegradável e ambientalmente correto, obtido a partir de uma reação de óleos vegetais com um intermediário ativo, formado pela reação de um álcool como um catalisador [...] (PACHECO, 2006). 2.4 UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS NA PRODUÇÃO DE ENERGIA O uso da biomassa como fonte renovável e sustentável de energia, quer como resíduos sólidos urbanos, efluentes industriais ou comerciais e resíduos rurais, permite diversificar a matriz energética nacional, além de reduzir a emissão de gases efeito estufa (PECORA, 2006). O biogás, até pouco tempo, era considerado como um subproduto obtido por meio da decomposição de lixo urbano, do tratamento de efluentes domésticos e resíduos animais. Porém, a alta dos preços dos combustíveis convencionais e o crescente desenvolvimento econômico vêm estimulando pesquisas de fontes renováveis para produção de energia tentando criar,

21 19 deste modo, novas formas de produção energética que possibilitem a redução da utilização dos recursos naturais esgotáveis (FIGUEIREDO, 2007). O grande volume de resíduos, a partir dos quais é possível obter biogás, provenientes das explorações agrícolas e pecuárias, assim como produzidos por matadores, destilarias, fábricas de laticínios, esgotos domésticos e estações de tratamento de lixos urbanos apresentam uma carga poluente elevada que impõe a criação de soluções que permitam diminuir os danos provocados por essa poluição, gastando o mínimo de energia possível em todo o processo (CENBIO, 2000a apud PECORA, 2006). 2.5 BIOGÁS O biogás é composto principalmente por metano (CH4) e gás carbônico (CH2). Outros gases como gás sulfídrico (H2S), hidrogênio (H2), e nitrogênio (N2) também estão presentes, porém em baixas concentrações (COLDEBELLA, 2006). A Tabela 1 mostra as concentrações dos compostos do biogás. Tabela 1: Principais gases que compõe o biogás Gás Metano Dióxido de Carbono Hidrogênio Nitrogênio Gás sulfídrico e outros Fonte: COLDEBELLA, Símbolo CH4 CO2 H2 N2 H2S, CO, NH3 Concentração (%) , Pecora (2006) apud Figueiredo (2007) descrevem que a matéria orgânica possibilita a formação do biogás a partir da degradação, sendo possível obter biogás de uma grande variedade de resíduos orgânicos como os domésticos, de atividades pecuárias e agrícolas e que é composto por 60% de metano, 35% de dióxido de carbono e 5% de uma mistura de gases como amônia, oxigênio, aminas voláteis, hidrogênio, nitrogênio, gás sulfídrico e monóxido de carbono. Ainda de acordo com a eficiência do processo o biogás pode conter entre 40 e 80 % de metano.

22 20 Valle et al., (2010) realizaram um estudo sobre o potencial de geração de biogás de resíduos sólidos urbanos e dentre outros materiais retirados do aterro do estudo, foi avaliada o potencial dos resíduos de alimentos, porém no estudo em questão os mesmos não apresentaram resultados maiores que os resultados do inóculo por conta de uma provável inibição da biodegradação devida a sinergia dos materiais. Lima (2007) descreve que um biogás com altas concentrações de metano possibilitam uma queima mais eficiente, sendo este o motivo na necessidade da utilização de filtros, dispositivos de resfriamento, condensação e lavagem do gás são utilizados no processo de purificação, já que após este processo o gás poder ser utilizado de diversas formas como para cocção, aquecimento, resfriamento e sistemas de geração de energia elétrica. O poder calorífico do biogás depende diretamente do seu teor de metano (COLEN, 2003). O metano ao ser queimado é transformado em CO 2. O metano é um gás cujo efeito no aquecimento global é estimado em, no mínimo, 21 vezes o do CO 2 (BLEY et. al., 2009). A presença de substâncias não combustíveis no biogás, como água e dióxido de carbono, prejudica o processo de queima tornando-o menos eficiente uma vez que, presentes na combustão absorvem parte da energia gerada. (ALVES, 2000 apud FIGUEIREDO, 2007). O poder calorífico do biogás bruto é de cerca de 6kWh.m-3 aproximadamente meio litro de óleo diesel, e o do gás purificado 9,5kWh/m3. O poder calorífico líquido, entretanto, depende da eficiência dos equipamentos empregados no uso energético do gás (COELHO et al., 2001). De acordo com da SILVA (1983) apud Pecora (2006) o biogás é mais denso que o ar (a densidade do biogás em relação ao ar é de 0,55), assim como se pode observar na Tabela 2. Tabela 2: Propriedades físicas do metano, gás carbônico e gás sulfídrico Propriedade Metano Dióxido de Carbono Peso Molecular 16,04 44,01 Peso Específico Ar=1 0,555 1,52 Volume Específico 1473,3 cm3 543,1 cm3*g-1 Poder Calorífico 13,268 Kcal/Kg 0 Kcal/Kg Limite Inflamabilidade 5-15 % por volume Nenhum Fonte: ROSSI, et al., 1996 apud PECORA, Gás sulfídrico 34,08 1, ,2 cm3*g-1 4,633 Kcal/Kg 4 46% por volume

23 21 Estudos realizados mostram que, de acordo com a quantidade de metano no biogás seu poder calorífico aumenta, visto que o CO2 é a forma mais oxidada do carbono não podendo ser queimado (FIGUEIREDO, 2007). A Tabela 3 mostra a Equivalência energética do biogás. Tabela 3: Equivalência energética em 1 N.m-3 de biogás Combustível Carvão Vegetal Lenha Óleo Diesel Querosene Gasolina Amarela GLP KW/h Álcool Carburante Carvão Mineral Quantidade equivalente 0,8 Kg 1,5 Kg 0,55 Kg 0,58Kg 0,61 Kg 0,45 Kg 143 0,80 L 0,74 Kg Fonte: CARDOSO FILHO, 2001 apud PECORA, Biodigestão De acordo com a NBR 7229: 1993 a digestão é a decomposição da matéria progressivamente mais simples e estável (ABNT, 1993). Segundo Mc Carty Jeris e Murdoch (1963) apud Caron (2009) afirmam que o processo de biometanação envolve a conversão anaeróbia de biomassa em metano. Sendo que esta conversão é complexa e requer uma mistura de espécies bacterianas e depende da temperatura do sistema e do ambiente para ocorrer Biodigestão Aeróbica O processo aeróbio de decomposição se estabelece quanto existe a influencia de condições climáticas na massa de lixo e o principal gás gerado neste processo é o dióxido de carbono (CO2) (MACIEL, e JUCÁ, 2002). Filho (2005) diz que a tratamento dos resíduos através de processo aeróbio traz grandes vantagens, porém implica aumento nos custos e implantação já

24 22 que há necessidade de injeção de ar na massa, além disso não há geração de biogás Biodigestão Anaeróbica Villen et al., (2001) apud Pecora (2006) diz que a digestão anaeróbia é comum na natureza, sendo que vários ambientes são favoráveis para o processo como os pântanos, estuários, mares e lagos, usinas de carvão e jazidas petrolíferas. A digestão anaeróbia, pura e simples, é considerada apenas uma forma sanitária de tratamento, já que a inertização do lixo (término das reações orgânicas, alcançando-se o estágio de mineralização) poderá demorar dezenas de anos. Esta concepção tem sido aplicada no Brasil e nos Estados Unidos (FILHO, 2005) É de grande importância o entendimento dos vários aspectos da digestão anaeróbia como, a microbiologia e bioquímica envolvida no processo, o ph, a alcalinidade e a acidez do meio, a cinética dos processos anaeróbios, a importância do tempo de retenção hidráulica e celular, a produção de biogás, o efeito da temperatura, os efeitos dos agentes tóxicos, o processo de partida dos reatores. (COLEN, 2003). Esses sistemas anaeróbios possuem concentrações baixas de oxigênio, facilitando a ocorrência da geração do biogás. Da observação casual da combustão natural desse gás na superfície de regiões pantanosas, o ser humano tomou ciência da possibilidade de produzir gás combustível, partindo de resíduos orgânicos (PECORA, 2006). Von Sperling (1995) descreve as vantagens do tratamento anaeróbio dos efluentes, são eles: α) Baixo custo de implantação; β) Elevada sustentabilidade do sistema. Pouca dependência de fornecimento de energia, peças e equipamentos de reposição; χ) Simplicidade operacional, de manutenção e controle; δ) Baixos custos operacionais;

25 23 ε) Adequada eficiência na remoção das diversas categorias de poluentes (matéria orgânica biodegradável, sólidos suspensos, nutrientes e patogênicos); φ) Pouco ou nenhum problema com a disposição do lodo gerado no sistema; γ) Baixos requisitos de área; η) Possibilidade de aplicação em pequena escala (sistemas descentralizados) com pouca dependência da existência de grandes interceptores; ι) Fluxograma simplificado de tratamento; ϕ) Elevada vida útil; κ) Ausência de problemas que causem transtorno à população vizinha; λ) Possibilidade de recuperação de subprodutos úteis, como biofertilizante, visando sua aplicação na fertilização de culturas agrícolas; e o biogás, um gás combustível de elevado teor calorífico. Kunz e Encarnação (2007) descreveram as etapas ou fases da produção de biogás realizadas pelas bactérias, são elas: Hidrólise: é a quebra do material particulados complexos (polímeros) em materiais mais simples que podem atravessar as paredes celulares das bactérias fermentativas, a quebra do material é feita pelas exoenzimas excretadas pelas bactérias fermentativas hidrolíticas. Usualmente é um processo lento, os fatores que interferem no processo, como por exemplo, temperatura, ph e composição do subtrato. Acidogênese: é a metabolização no interior das bactérias fermentativas, dos produtos solúveis resultantes da hidrólise. Nesta etapa os compostos produzidos incluem ácidos gráxos voláteis, alcoois, ácido lático, gás carbônico, hidrogênio, amonia, sulfeto de hidrogênio, além novas células bacterianas. Os ácidos graxos são indicativos de bactérias fermentativas acidogênicas, sendo que a maiora são anaeróbias restritas com apenas 1% facultativas que podem oxidar o substrato orgânico enquanto as bactérias restritas são protegidas contra a exposição ao oxigênio.

26 24 Acetogênese: os produtos gerados na fase acidogênica são oxidados pelas bactérias acetogênicas, transformando o substrato para receber as bactérias metanogênicas. Os produtos gerados são o hidrogênio, dióxido de carbono e acetato. O ph é reduzido durante a formação dos ácidos acético e propiônico. Os único produto utilizado pelas bactérias metanogênicas que são produzidos pelas bactérias acidogênicas é o hidrogênio. Ao menos metade da DQO biodegradável é transformada em propianato e butirato que serão convertidas em acetato e hidrogênio pelas bactérias acetogênicas. Metanogênese: microorganismos metanogênicos (grupo archeobactéia) encerram o ciclo através da transformação em metano e dióxido de carbono. Utilizam apenas um limitado número de substratos, compreendendo ácido acético, hidrogênio/dióxido de carbono, ácido fórmico, metanol, metilaminas e monóxido de carbono. Estas bactérias são dividas em dois grupos, de acordo com sua afinidade com o substrato e magnitude de produção. São elas: acetoclásticas que formam metano a partir do acido acético e as hidrogenotróficas que utilizam o hidrogênio e o dióxido de carbono. Em seu trabalho Filho (2003) mostra um fluxograma das fases de atuação das bactérias como temos na Figura 2. Figura 2: Sequências metabólicas e grupos microbianos da digestão anaeróbia. Fonte: Chernicharo, 1997 apud Filho, 2003.

27 Fatores que interferem no processo De acordo com Filho (2005) a produção de gás vai depender de alguns fatores como segue: a) Composição do resíduo: quanto mais fácil a degradação maior é a produção de gás, inclui os restos de alimentos, ou seja quanto maior for a quantidade de matéria orgânica maior será a produção de gás; b) Umidade de constituição do resíduo: é o fator mais importante, sendo que teoricamente a condição ideal é a de saturação, mas na pratica a saturação de umidade dificulta a extração de gás; c) Tamanho das partículas: quanto menores as partículas de resíduo maior será a superfície específica o que acelera a decomposição e consequentemente a produção de gás; d) Idade do resíduo: o tempo de atraso e o tempo de conversão. O tempo de atraso é o período entre a disposição do resíduo até o início da geração de metano e o tempo de conversão é o período entre a disposição ao final da geração de metano; e) ph: bactérias anaeróbias tem a faixa ótima entre 6,7 a 7,5, dentro desta faixa a metanogênese e a produção de gás é maximizada, fora deste limite ideal a produção é limitada; f) Temperatura: uma vez que o processo de geração de gás depende de bactérias este item influencia o tipo predominante e a produção, neste caso a faixa ótima é entre 30 e 35 oc para as mesófilas. Já para bactérias termófilas a temperatura ideal é entre 45 e 65 oc. A produção de gás realizada pelas termófilas é geralmente alta. Já temperaturas abaixo de 15 oc prejudica bastante a geração de gás. Ainda com relação a temperatura Aquino et al., (2007) salientam que deve haver uma avaliação crítica dos resultados da atividade biológica influenciada pela temperatura, uma vez que os biodigestores ficam submetidos a variação sazonal de temperatura e raramente trabalham na faixa de temperatura ideal para atividade metanogênica. Lima (2007) e Oliveira e Higarashi (2006) afirmam que um fator bastante importante na produção do biogás é o nível de diluição do efluente que interfere

28 26 reduzindo a concentração de matéria orgânica, ou seja, reduz a quantidade de alimento disponível para as bactérias Já com relação às substâncias tóxicas Nogueira (1986) apud Colen (2003) discorrem sobre as diversas as substâncias que podem ser tóxicas para as bactérias, algumas delas, bem como as dosagens estão dispostas na Tabela 4. Tabela 4: Elementos inibidores da formação de metano (Biogás) Dosagem mg/l Elementos Estimulante Média Na K Ca Mg NH3 50 NH S Inibidora Fonte: Adaptado de Ferraz e Mariel (1980) apud Colen (2003). 2.6 BIODIGESTORES Biodigestores são estruturas hermeticamente fechadas nas quais podem ser acumuladas grandes quantidades de dejetos orgânicos que, por digestão anaeróbica, produzem biogás. O metano é o principal componente energético do biogás. Após ser purificado, esse gás pode ser utilizado para cocção, aquecimento, resfriamento e sistemas de geração de energia elétrica (LIMA, 2007). Os países que mais utilizam os biodigestores são a Índia e a China com aproximadamente 300 mil e mais de 8 milhões unidades instaladas respectivamente. Atualmente, países europeus e de outros continentes tem realizado programas de divulgação e estímulo do uso de biodigestores (BOLETIM ENFOQUE, 1999 apud PECORA, 2006). Biodigestor é uma câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição. Pode ser um tanque revestido e coberto por manda impermeável de PVC, o qual, com exceção dos tubos de entrada e saída, é totalmente vedado, criando um ambiente anaeróbio (OLIVER et al., 2008). A percepção de que os biodigestores com grandes volumes (biomassa), produzem altas quantidades de biogás, nem sempre é verdadeira, entretanto o

29 27 dimensionamento do biodigestor deverá ser compatível com o tempo de residência hidráulica, a temperatura da biomassa e a carga de sólidos voláteis e as demandas de biogás na propriedade (LA FARGE, 1995 apud OLIVEIRA, 2005). De acordo com Bley et. al., (2009) a biodigestão no sistema de biodigestor, além do biogás, trata o efluente que recebe e assim libera um afluente (biofertilizante) com as seguintes características: Redução do potencial entre 70% a 80% da carga orgânica em DBO (demanda biológica de oxigênio), ou DQO (demanda química de oxigênio); Redução do potencial poluidor de contaminação infectocontagiosa em mais de 90% (quando acoplado a lagoas de estabilização); Produção de efluente final estabilizado apresentando baixa relação carbono/nitrogênio (10:1) indicando material praticamente inerte e ph entre 6,5 a 7,5 com ausência de cheiro e sem atração de moscas. Ressalte-se, no entanto, que os biodigestores fazem parte de um processo de tratamento dos dejetos, não devendo ser vistos como uma solução definitiva, pois eles apresentam limitações quanto à eficiência de remoção de matéria orgânica e de nutrientes (LIMA, 2007) Tipos de Biodigestores Os biodigestores podem ser classificados de acordo com o tipo de reação e com as características hidráulicas. Deve relacionar também ao tipo de resíduo a ser tratado e que, em cada tipo, o processo poderá ocorrer com maior ou menor eficiência, dependendo dos meios disponíveis para sua construção e dos objetivos que se pretende atingir com sua concepção (CORTEZ, 2008). Com a crise do petróleo na década de 70, os biodigestores foram trazidos para o Brasil. Os principais modelos implantados foram o Chinês e o Indiano, quase que exclusivamente orientados para produção de biogás. Na região nordeste, foram implantados vários programas de difusão dos biodigestores e a expectativa era muito grande, mas os resultados não foram satisfatórios (OLIVER et al., 2008).

30 28 Benincasa (1986) apud Vespa (2005) afirma que no Brasil os biodigestores são classificados como convencionais ou não convencionais, em função das relações entre as características do resíduo orgânico a ser utilizado como substrato e o tipo de reator julgado mais eficiente para seu processamento. De acordo com o Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CNRPCH, s. d.) existem biodigestores de produção descontínua e contínua. O primeiro recebe a biomassa é fechado e somente aberto após a produção do biogás, o biodigestor é limpo e recebe novo carregamento. Já a produção contínua pode acontecer sem que haja interrupção na produção, coloca-se a biomassa ao mesmo tempo em que o biofertilizante é retirado. Os biodigestores mais usados são os da Marinha, o Indiano e o Chinês. Caron et al., (2009) descrevem que o biodigestor da Marinha (Figura 3) como sendo um modelo horizontal, possui maior largura que profundidade (maior área de exposição ao sol), com cúpula de plástico maleável, tipo PVC, que infla de acordo com a produção de biogás e pode ser instalado na superfície ou no subsolo. A possibilidade de retirar a cúpula facilita o processo de limpeza, sendo que o custo da cúpula é considerado uma desvantagem. Figura 3: Biodigestor da Marinha. Fonte: Quadros, Valadares e Regis, Deganutti et al., (2002) explicam que o biodigestor Chinês (Figura 4) é construído com uma câmara cilíndrica de tijolos que forma a cúpula para armazenagem do gás, e que funciona com base no principio de prensa hidráulica, uma vez que os aumentos de pressão em seu interior resultam no deslocamento do

31 29 efluente da câmara da fermentação para a caixa de saída. Constituído praticamente todo em alvenaria, reduz os custos por não necessitar do uso do gasômetro. Sendo que as desvantagens são a perda de gases (redução da pressão na câmara) e a grande possibilidade de ocorrerem vazamentos. Figura 4: Vista tridimensional do biodigestor modelo Chinês. Fonte: DEGANUTTI et al., Oliver et al.,(2009) consideram que os maiores problemas do modelo chinês são com relação a estanqueidade uma vez que nossas características climáticas e de solos causam constantes rachaduras em sua cúpula, com isso há perda de gás, além da falta de difusão, capacitação dos usuários e assistência técnica para quem opera o biodigestor. A descrição do biodigestor Indiano (Figura 5) foi feita por Castanho e Arruda (2008), que relatam que neste tipo de biodigestor o processo de fermentação acontece mais rápido já que aproveita a temperatura do solo que é pouco variável. Sua cúpula é construída geralmente de ferro ou fibra, ocupa pouco espaço e por ser construído no subsolo dispensa o uso de reforço, tais como cintas de concreto.

32 30 Figura 5: Biodigestor modelo Indiano. Fonte: Castanho e Arruda (2008). Os sistemas com reatores anaeróbios de manta de lodo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) (Figura 5) representam, na atualidade, tecnologia comprovadamente sustentável para tratamento de ampla variedade de efluentes industriais, e também para os esgotos sanitários (VILLELA e FORESTI, 1998). Figura 6: Reator UASB. Fonte: Silva et al., O princípio do biodigestor RAFA baseia-se no fluxo ascendente do efluente a ser tratado, o qual é alimentado pelo fundo do reator e atravessa um leito de biomassa ativa, sendo descartado após passar por um sistema de placas defletoras colocadas no topo do biodigestor, separando as fases líquida, sólida e gasosa (PECORA, 2006). Esse biodigestor, de certa forma, revolucionou a área de tratamento de efluentes, pois passou a oferecer muitas vantagens que até então não se tinha, como baixo custo operacional, baixo consumo de energia, maior estabilidade do processo, entre outras (HIRATA et al., 1986 apud PECORA, 2006).

33 31 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO Este estudo propõe uma avaliação na formação de biogás na estação de tratamento de esgoto do Parque Tecnológico Itaipu, para tanto, a organização do cronograma foi elaborada levando em consideração os requisitos básicos de caracterização do Sistema de tratamento de efluentes, do Efluente líquido da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) e da biomassa residual do refeitório (PRESTIVEL), todos realizados em laboratório. O PTI (Figura 7) está instalado abaixo da usina, nas duas margens do rio (o projeto em questão trata da margem esquerda, lado brasileiro), aproveitando as antigas instalações dos alojamentos dos operários que ergueram a usina a partir da década de Possui uma área total de aproximadamente 120 mil m2. Figura 7: Localização da ETE PTI. Fonte: Adaptado Google Earth, 2011.

34 32 Para o perfeito funcionamento de todo o Parque é necessário um sistema de esgotamento sanitário, onde após percorrer este caminho, o efluente é lançado no corpo receptor (Rio Paraná). O efluente gerado no parque é do tipo doméstico, uma vez que seus principais resíduos incluem águas contendo matéria fecal, oriundos de banheiros e águas servidas, e da lavagem de utensílios de um restaurante. A ETE é composta por Caixa de Gordura, Gradeamento, Fossa Séptica, Biodigestor e Filtro Biológico com lançamento em corpo receptor conforme mostra a Figura 8 P 1 P 2 P 3 Figura 8: Fluxograma DA ETE UD_PTI

35 METODOLOGIA DA PESQUISA Para a realização do presente trabalho foi necessária a caracterização dos efluentes líquidos e resíduos sólidos orgânicos, para tal os mesmos foram quantificados e qualificados. A coleta de amostras de efluentes líquidos seguiram a metodologia descrita pela NBR 9898:1987 (ABNT, 1987). As amostras de efluentes líquidos foram enviadas ao Laboratório do Instituto Ambiental do Paraná (IAP) em Curitiba, sendo analisados os seguintes parâmetros: DBO, DQO, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Kjedahl, Sólidos dissolvidos, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos, sólidos totais (fixos e voláteis) ph e temperatura. Os resíduos sólidos coletados foram enviados ao laboratório central da cooperativa agroindustrial LAR, situado Medianeira (PR), onde foram realizadas análises em base natural para determinação dos valores de ph, umidade e cinzas (sólidos totais), conforme ANEXO I. De acordo com o Laboratório da LAR, para análise dos resíduos sólidos foram seguidos os procedimentos baseadas nas NBR , NBR e NBR e utilizando a metodologia para análise físico-química de Alimentos do Instituto Adolfo Lutz. Sendo que para o cálculo da massa seca dos resíduos usou-se a Equação 1. MS = SV + CZ Onde: MS - Matéria Seca SV - Sólidos Voláteis CZ - Cinza Equação 1

36 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A biomassa residual foi caracterizada através da quantificação e qualificação do resíduo sólido e líquido do Parque Tecnológico, com a coleta de amostras do Sistema de Tratamento de Efluentes do PTI nos dias 20 e 21 de junho nos pontos de Entrada da Fossa Séptica (Ponto 1 P1), Entrada do Biodigestor (Ponto 2 P2) e Saída do Biodigestor (Ponto 3 P3) para caracterização físicoquímica em laboratório, e coleta de amostras de resíduos sólidos (restos de alimentos) proveniente do refeitório do Parque para caracterização também em laboratório. Os pontos de coleta tanto dos resíduos líquidos quanto sólidos estão dispostos na Tabela 5. Tabela 5: Coleta de Amostras de Efluente e Resíduos Sólidos. Amostras de Efluente Amostras de Resíduo Sólido Hora Local Pontos Temperatura Hora Local Amostras o P1 25 C 20/06/ :30 P2 24oC P3 25oC P1 25oC 09:03 P2 24oC P3 25oC ETEUDResíduos de 14:30 PRESTIVEL PTI Alimento P1 25oC o 21/06/ :40 P2 24 C P3 25oC P1 25oC 15:25 P2 24oC P3 25oC Data O Resíduo Sólido Orgânico (RSO) recolhido foi acondicionado em um frasco esterilizado e lacrado, sendo a amostra de 250 gramas. Com os dados obtidos na caracterização da biomassa residual do PTI, através da quantificação e dos resultados das análises realizadas em laboratório, seguiu-se com os ensaios do potencial de geração de biogás do efluente com a adição de resíduo sólido orgânico no laboratório de biogás (LABIOGÁS). Para quantificar e qualificar o resíduo sólido foi realizado em 20 e 21 de junho de 2011 coleta de amostras em todos os pontos de descarte de resíduo orgânico do Restaurante do PTI, (sete pontos), mediante autorização do responsável

37 35 pelo refeitório, sendo contabilizados os restos de alimentos de todos os setores do refeitório. As mesmas foram transferidas para um único recipiente e em seguida foi realizada homogeinização, quarteamento e trituração. Em seguida, realizou-se a numeração e pesagens das amostras a serem misturadas com efluente líquido para teste de fermentação. Na caracterização dos efluentes líquidos os dados foram coletados de amostras do efluente líquido da ETE-PTI com numeração, volume de coleta, amostras e dos eudiômetros, bem como os respectivos valores de conteúdo das massas transferidas, que representam no ensaio laboratorial do potencial de geração de biogás com a adição de resíduos sólidos orgânicos são apresentados na Tabela 6. Tabela 6: Coleta de Amostras do Efluente Líquido da ETE UD PTI. Data 20/06/2011 No. do frasco Volume de coleta /06/2011 Volume da amostra Eudiômetro 1 (P1) 2 (P1+5% RS triturado) 3 (P1+10% RS triturado 4 (P2) 5 (P1) 6 (P1) 7 (P2) 8 (P2) 9 (P1+5% RS triturado) 10 (P1+10% RS triturado) 11 (P2+5% RS triturado) 12 (P2+10% RS triturado) Em laboratório foram realizados ensaios do potencial de geração de biogás dos inóculos após a fase de quantificação e caracterização do efluente líquido e resíduo sólido orgânico. Os fermentadores de vidro (250 ml) foram conectados às vidrarias denominadas eudiômetros (Figura 7), graduados em ml, em condições de temperatura ambiente, para monitoramento da evolução do volume de gás gerado, pelo deslocamento de líquido.