Avaliação dos parâmetros cinéticos da geração de metano em uma célula experimental de resíduos sólidos

Abstract

RESUMO O presente trabalho avalia os parâmetros cinéticos de modelos de primeira ordem (exponenciais) para geração de metano em aterros sanitários na região subtropical de São Paulo (SP). Construiu-se uma célula experimental especialmente para esse objetivo. A função resposta temporal da célula para geração de metano devido a uma deposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) foi obtida ao longo de 600 dias. O tempo necessário para iniciar a geração de metano foi de 190 dias. Entre o 400º e o 500º dia após a deposição dos resíduos houve uma fase de elevada taxa de geração de metano e, após o 560º dia, esta começou a diminuir de forma relevante. Os parâmetros cinéticos potencial de geração de metano (L) e constante de biodegradação para geração de metano (k) foram inferidos por meio de ajustes do modelo de primeira ordem à função resposta obtida experimentalmente e utilizando informações de composição dos RSU. Os valores obtidos para L e k para biodegradação rápida (nos primeiros 3 anos) foram, respectivamente, 1.481±1.072 mol t-1 RSU e 0,18±0,13 ano-1. Os valores obtidos para L e k considerando biodegradação rápida e lenta (até dezenas de anos) foram 3.835 mol t-1 RSU e 0,069±0,002 ano-1 e 5.027 mol t-1 RSU e 0,052±0,002 ano-1, respectivamente, dependendo da metodologia utilizada para a determinação de L. Os resultados obtidos na célula experimental indicam que a biodegradação dos RSU em Caieiras (SP) ocorre rapidamente, isto é, com valores maiores para k e menores para L do que aqueles sugeridos na literatura. Esses resultados indicam possível redução da longevidade dos projetos de aproveitamento energético do metano em aterros sanitários em regiões tropicais e subtropicais. Ao final são feitas recomendações para a escolha de L e k para dimensionamento de projetos de aproveitamento energético e para avaliações e remediações ambientais.

Potencial energético de resíduos sólidos urbanos na Região do Grande ABC Paulista

“…Essencialmente, o k é influenciado pelos seguintes fatores ambientais/climáticos: teor de umidade dos RSU, disponibilidade de nutrientes para os microrganismos, pH e temperatura dos RSU. Sua medida métrica é dada em unidades de 1/ano ou ano -1 (CANDIANI et al, 2018). O L0 é a capacidade potencial de geração de metano no aterro, sendo mensurado em função da composição dos RSU, sobretudo, os resíduos orgânicos.…”

Redes e arranjos: aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos da Região Metropolitana de Campinas

“…flexibilidade desta tecnologia possibilita a sua utilização em diferentes escalas, pequenas escalas, conformeKuczman et al (2018), que desenvolveram um protótipo de digestor anaeróbico de fase única de pequena escala para um restaurante popular do município de Cascavel -PR, comprovando a alta influência da qualidade do resíduo orgânico para a eficiência do sistema, ou seja, para redução dos sólidos voláteis e demanda química orgânica e a produção de metano(KUCZMAN et al, 2018) corroborando comSilva et al (2017), que relacionam as características químicas da fração orgânica dos RSU do município de Santo André -SP, como lipídeos e composição proteica, com o processo de digestão(SILVA et al, 2017).Considerando grandes escalas, Ferreira et al(2018), estudaram a utilização em larga escala do sistema de metanização extra-seco para o tratamento dos RSU do município do Rio de Janeiro -RJ, sendo este sistema capaz de tratar 23,5 t/dia com uma produçãode 2.613 Nm³biogás/dia, garantindo a autossuficiência da planta, da principal unidade de transbordo da cidade e, gerando excedente capaz de injetar energia elétrica na rede e na utilização na frota de caminhões de transbordo, obtendo ganhos econômicos e ecológicos na redução da utilização de energia elétrica da rede e de combustível diesel (FERREIRA et al, 2018).2.3.2.2 Disposição de RSU em Aterro SanitárioA recuperação energética do biogás em aterros sanitários se dá na sua captura através de sistemas drenantes dos gases gerados pela decomposição da matéria orgânica disposta nos resíduos aterrados.Segundo Da Paz et al (2015), estima-se que, no Estado de Pernambuco(entre 1990-2005), foram gerados 376.000 toneladas de CH4, proporcionando um potencial de venda de crédito de carbono na ordem de 50 milhões de dólares em 15 anos(DA PAZ et al, 2015). da quantidade de água em várias partes do aterro e granulometria e volume de RSU para o cálculo de produção de metano(DE GOMES et al, 2015) Candiani;Moreira (2018),. através de uma célula experimental, calcularam a produção de metano na região subtropical do Estado de São Paulo, indicando uma possível redução da longevidade dos projetos de aproveitamento energético do metano em aterros sanitários em regiões tropicais e subtropicais (CANDIANI; MOREIRA, 2018).Apesar de não contabilizar algumas variáveis como custos de transporte e destinação final dos RSU, critérios ambientais, custo da terra, entre outros,Santos et al (2019), através de análises energéticas e econômicas, utilizando os parâmetros Valor Presente Líquido e Custo Nivelado de Energia Elétrica, observou a viabilidade econômica para a recuperação de energia…”