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

- > 2 milhões de toneladas por ano (Matt Crowe et al., 2002) 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 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 INCINERAÇÃO 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

CO-DIGESTÃO DESVANTAGENS - Transporte de resíduos - Teor de humidade 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

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

CQO, STV, Alcalinidade e pH AOV’s 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 1 2 3

RESULTADOS Produção de metano 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) Percentagem de metano diminuiu de 60 e 40%, com o aumento da carga 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

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 %. Teor de sólidos Abaixo dos 12%, característica de um processo por “via húmida”. Remoção de CQO Variações entre 87 e 53% no reactor contínuo No semi-contínuo 83 e 43%.

Reactor semi-contínuo Ácidos Orgânicos Voláteis (AOV’s) Carga 3 6 9 14 17 19 Carga 12 Reactor contínuo Os reactores conseguiram lidar com os aumentos dos níveis dos (AOV’s), excepto nas duas últimas com estabilização ocorre a valores mais elevados. Carga 3 6 9 12 14 17 19 Reactor semi-contínuo 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.

= Desempenhos semelhantes dos dois tipos de reactores, 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

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