Balanço de massa no tratamento de resíduos sólidos orgânicos provenientes de restaurantes em biorreator / Mass balance in the treatment of organic wastes from restaurants in bioreactor

RESUMO

RESUMO O tratamento de resíduos sólidos orgânicos por digestão anaeróbia é realizado por um consórcio de micro-organismos, no qual as archaea metanogênicas são as limitantes do processo, por serem mais sensíveis às mudanças nas condições do meio e possuírem crescimento lento. Para acompanhar a evolução do tratamento, algumas variáveis do processo de digestão anaeróbia são monitoradas, dentre elas, a demanda química de oxigênio (DQO), geralmente utilizada para estimar a matéria degradável e passível de ser convertida em biogás. Com o objetivo de avaliar a eficiência do processo de conversão de biomassa em metano, este artigo se baseou no balanço de massa adaptado da literatura, utilizando valores de DQO e volume de biogás gerado no reator anaeróbio, aqui chamado de biorreator. A produção de biogás foi monitorada diariamente utilizando o método de deslocamento de água, com o auxílio de um contador eletrônico. Com base no balanço de massa, o tratamento mostrou-se viável, visto que 50% da concentração de DQO que entrou no sistema foi convertida em gás metano. Comparando-se aos valores descritos na literatura, que se encontram na faixa de 50 a 70%, a eficiência do tratamento poderá ser elevada com ajustes nos parâmetros de controle que influenciam o processo de digestão anaeróbia, tais como manter a temperatura constante em 37°C e o pH e a alcalinidade equilibrados, o que poderá melhorar as condições do meio em todas as etapas de degradação da matéria orgânica e aumentar a conversão em gás metano.

ABSTRACT

ABSTRACT The treatment of organic solid waste by anaerobic digestion is carried out by a consortium of microorganisms, in which the methanogenic archaea bacteria are the limiting of the process because they are more sensitive to changes in environmental conditions and have slow growth. To monitor the treatment, some variables of anaerobic digester process are monitored, among them, the chemical oxygen demand (COD), usually used to estimate the degradable material and that can be converted into biogas. In order to evaluate the efficiency of biomass conversion process into methane, this article is based on adapted mass balance of the literature using COD values ​​and volume of biogas generated in anaerobic reactor, here called the bioreactor. Biogas production was monitored daily using the water displacement method, with the aid of an electronic counter.The treatment was satisfactory, based on mass balance, which showed that 50% of the amount of COD entered into the system was completely converted into methane gas. Comparing to the values described in the literature that are in the range of 50 to 70%, the treatment efficiency can be elevated with adjustments to control parameters which influence the process of anaerobic digestion, such as keep the temperature constant at 37°C and balanced pH and alkalinity, which can improve the environmental conditions at all stages of degradation of organic matter and increase conversion into methane gas.