Avaliação de diferentes inóculos na digestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos domésticos

Abstract

O processo de digestão anaeróbia dos resíduos sólidos orgânicos pode ser otimizado e acelerado a partir da utilização de métodos que contribuam para a obtenção de uma partida rápida e equilibrada, como o uso de inóculos apropriados. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo analisar o potencial de aplicação do esterco bovino, esterco suíno e rúmen bovino, como inóculos na digestão anaeróbia da Fração Orgânica de Resíduos Sólidos Urbanos (FORSU). A fração orgânica utilizada como substrato foi preparada no laboratório segundo metodologia citada por Pinto (2000). Utilizou-se como bioreator recipiente de polietileno de alta densidade com volume total de 5 litros com sistema de medição de biogás. Os meios de reação foram preparados em duplicata com o resíduo padrão, os inóculos (esterco bovino, esterco suíno ou rúmen bovino), água e tampão (bicarbonato de sódio). Empregou-se fator de inóculo de 0,2, utilizou-se 600 g de Fração Orgânica de Resíduos Sólidos Urbanos Preparado (FORSUP) em cada bioreator e considerou-se que os sólidos totais do meio de reação seriam aproximadamente de 20%. Comparou-se o desempenho dos diferentes inóculos e também com bioreator testemunha, no qual o meio de reação consistia apenas de FORSUP, água e tampão. Durante todo o experimento, que durou 167 dias, todos os bioreatores tiveram produção intensa de biogás, tendo uma média de 1,3 L/dia de biogás. Com relação à produção total de biogás, verificou-se a maior foi bioreator inoculado com rúmen bovino (144 L), seguido do bioreator testemunha (137 L), do com esterco suíno (117 L) e, por último, o inoculado com esterco bovino (122 L). Ao final do experimento, observou-se que o percentual de degradação de Sólidos Voláteis Totais (SVT) no bioreator testemunha foi de 58%, enquanto que os bioreatores inoculados com esterco bovino, esterco suíno e rúmen bovino obtiveram aproximadamente 25%, 47% e 41%, respectivamente. Os resultados da degradação de SVT indicam que, provavelmente, a quantidade de inóculo utilizada não foi suficiente para acelerar a digestão; provável também que os microrganismos dos inóculos não se adaptaram a FORSUP, haja vista que o bioreator testemunha obteve degradação maior que os demais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The process of anaerobic digestion of organic solid wastes can be optimized and accelerated by using methods that contribute to achieve a rapid and balanced start-up, such as the use of appropriate inocula. In this context, the present study aimed to analyze the potential application of bovine manure, pig manure and bovine rumen as inocula for the anaerobic digestion of the Organic Fraction of Municipal Solid Wastes (OFMSW). The organic fraction used as substrate was prepared in the laboratory according to the method described by Pinto (2000). The bioreactor consisted of a high density polyethylene container with a total volume of five liters, equipped with a biogas measuring system. The reaction media were prepared in duplicate using standard waste, inocula (bovine and pig manure and bovine rumen), water and buffer (sodium bicarbonate). An inoculum factor of 0.2 was employed, and 600 g of Prepared Organic Fraction of Municipal Solid Wastes (POFMSW) were used in each bioreactor, considering that the total solid wastes of the reaction medium would be approximately 20%. A comparison was made of the performance of the different inocula and of the blank (control) reactor, in which the reaction medium consisted only of OFMSW, water and buffer. Throughout the 167-day experiment, all the bioreactors showed intense biogas production, with a mean biogas volume of 1.3 L/day. In terms of total biogas production, the bioreactor inoculated with bovine rumen (144 L) was found to produce the largest volume, followed by the blank reactor (137 L), the reactor inoculated with pig manure (117 L), and lastly the one inoculated with bovine manure (122 L). At the end of the experiment, it was found that the Total Volatile Solids (TVS) degradation rate in the blank reactor was 58%, while that of the bioreactors inoculated with bovine manure, pig manure and bovine rumen showed degradation rates of approximately 25%, 47% and 41%, respectively. The TVS degradation rates indicated that the amount of inoculum employed here was probably insufficient to accelerate the digestion. Possibly, also, the microorganisms of the inocula did not adapt to the OFMSW, since the blank reactor showed a higher degradation rate than the other reactors.