Contribuição para o desenvolvimento de modelo cinético de compostagem

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Sanitária,na Especialidade em Sistemas de Tratamento, pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia

A evolução da actividade dos microrganismos em compostagem está relacionada com a sucessão de populações mesofílicas e termofílicas. A avaliação do processo de compostagem é normalmente feita de uma forma global, sem ter em conta que a actividade dos microrganismos está associada com a sucessão de populações mesofílicas e termófilicas. Tentativas de relacionar a actividade às populações microbianas basearam-se em métodos de determinação que não distinguem os microrganismos viáveis dos microrganismos activos. o presente trabalho tem por objectivo contribuir para o desenvolvimento de um modelo cinético de compostagem através da interpretação da variação da actividade dos microrganismos, expressa pela taxa de produção de C02, com base na sucessão de populações microbianas. Procurou-se ainda relacionar a actividade das populações com a modificação da composição do substrato. no sentido de fundamentar a hipótese da sucessão. Para a realização destes objectivos foi necessária a construção e automação de uma instalação piloto de compostagem à escala laboratorial. o plano experimental compreendeu a realização de um conjunto de ensaios para permitir a análise do comportamento da instalação de compostagem nos regimes de temperatura fixa (25 e 40°C) e temperatura variável (25-40°C), no que diz respeito à reprodutibilidade de resultados, à evolução da temperatura, humidade, pH, composição do substrato (peso seco, sólidos voláteis. amido, hemicelulose, celulose e lenhina) e gradientes desta natureza no interior do reactor. Foram repetidos ensaios em idênticas condições para o desenvolvimento do modelo cinético de compostagem e, em simultâneo, para a observação da alteração do aspecto macroscópico do substrato. Realizaram-se ainda ensaios específicos para avaliação do comportamento do modelo cinético com a duração dos ensaios e identificação dos bolores activos. o modelo cinético de compostagem considera que a actividade observada pode ser explicada pelo somatório do comportamento de populações individuais, cada uma com um crescimento descrito pelo modelo de Gompertz. Os parâmetros que caracterizam a actividade de cada população foram estimados através do método dos mínimos quadrados. A qualidade estatística do modelo foi avaliada através do coeficiente de determinação, r2 , intervalos de confiança assintótícos das estimativas dos parâmetros,análise do resíduo utilizando-se ainda o teste da razão de verosimilhança para comparar soluções. Para escolha da solução relativa ao número de populações, as soluções estatísticas foram confrontadas com os resultados da observação da alteração do aspecto macroscópico dos reactores e da modificação dos bolores activos.

Fundação para a Ciência e Tecnológica e pl:!fa Direcção Geral do Ambiente, Projecto 88/91/J JNICT-DGQA "Influência da compostagem na degradação de substâncias tóxicas e perigosas"