Produção de bioetanol a partir de um resíduo orgânico proveniente da central de compostagem da LIPOR

Mestrado em Engenharia Química

Necessidades de arejamento no processo de compostagem

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Engenharia Sanitária

Contribuição para o estudo da influência da relação carbono/azoto no processo de compostagem de resíduos solidos

Dissertação apresentada à Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

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

Acompanhamento do Processo de Compostagem e Identificação de Hipóteses de Melhoria, Tendo em Vista a Valorização do Produto Comercializado

A compostagem tem-se revelado uma boa alternativa na gestão, tratamento e valorização de resíduos sólidos urbanos. Dependendo das matérias-primas usadas no processo, os produtos podem ser considerados fertilizantes/corretivos orgânicos com utilidade agrícola. A Suldouro, Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos, S.A., é responsável pela gestão, valorização, recuperação e destino final dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) produzidos em Vila Nova de Gaia e Santa Maria da Feira. Um dos processos do sistema de gestão é a valorização orgânica, que através da compostagem dos resíduos biodegradáveis origina um corretivo orgânico, denominado comercialmente de Agrovida. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o composto produzido na Suldouro através da análise de alguns metais, nomeadamente cobre, zinco e chumbo, pois o seu teor condiciona a classe em que o composto está inserido, e da avaliação da razão C/N, visto ser um parâmetro importante para o desenvolvimento dos microrganismos. Um outro objetivo foi a determinação do tempo ótimo de compostagem, através da avaliação da temperatura máxima, recorrendo ao teste de auto-aquecimento usando vasos de Dewar. O estudo da presença de chumbo não chegou a ser realizado, pois a sua concentração era muito baixa (da ordem dos ppb), ou seja, não era limitativa para a utilização do composto. Quanto à análise de cobre e zinco no composto verificou-se que era necessário fazer alterações no processo, no sentido de reduzir estes valores, tanto a nível da qualidade dos resíduos usados como matéria-prima como a nível da limpeza, essencial depois das operações de manutenção aos pulpers. Em relação à razão C/N esta apresenta valores muito elevados, ou seja, uma quantidade de azoto total muito baixa, indicativa de que seria necessário acrescentar, no início do processo, resíduos mais ricos em azoto. A análise do teste de auto-aquecimento indica que o tempo necessário para a estabilização e maturação das pilhas de compostagem é superior a 3 meses. Assim, sugerem-se melhorias a nível da qualidade do resíduo, tentando incluir resíduos mais facilmente biodegradáveis, uma redução da altura da pilha proporcionando um melhor arejamento ou em alternativa proceder periodicamente ao seu revolvimento como complemento à insuflação de ar. Para concluir, neste trabalho foi realizada uma pesquisa sobre processos de valorização energética, alternativas potenciais à valorização orgânica, tendo sido dado especial relevo a um dos processos, a carbonização hidrotérmica (HTC).

Compostagem com arejamento forçado: estimativa da resistência do substrato ao escoamento de ar

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Controle da volatilização de amônia em compostagem, mediante adição de gesso agrícola e superfosfatos com diferentes níveis de acidez residual

Tem sido recomendada a adição de superfosfato simples ou gesso agrícola nas pilhas de estercos e de outros resíduos orgânicos, com a finalidade de reduzir as perdas de amônia por volatilização durante a compostagem. Experimentos, contudo, têm mostrado resultados divergentes, quando avaliam a eficiência desses produtos e as doses em que devem ser aplicados. É provável que variações na acidez residual do gesso e do superfosfato simples possam explicar essas divergências. Para verificar essa hipótese, realizou-se um experimento, utilizando, como aditivos, o gesso agrícola, o superfosfato simples e o superfosfato triplo, cada um com dois valores de acidez residual (respectivamente, 0,13 e 0,20%; 7,02 e 2,36%; 2,38 e 1,86%). Em frascos de vidro de 1,6 litro de capacidade, foram colocados 10 g de substrato orgânico obtido por mistura de quantidades iguais, em massa, de estercos secos e frescos de galinha e de gado. Os aditivos foram misturados ao substrato em doses equivalentes a 0, 50, 100, 150 e 200 kg t-1. A quantidade de amônia perdida por volatilização foi determinada aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias, coletando-se o gás em solução de ácido sulfúrico encerrada em pequeno recipiente colocado no interior do frasco e titulando-se o ácido remanescente após o período de exposição à amônia, com solução de NaOH 0,01 mol L-1. As amostras de gesso agrícola estudadas não se mostraram eficientes em reduzir a volatilização de amônia da mistura de estercos. O superfosfato simples diminuiu a volatilização de NH3 em até 4,8 vezes, tendo sido a amostra com maior acidez residual a mais eficiente. O superfosfato triplo foi o aditivo mais eficiente no controle da volatilização de NH3, quando aplicado em doses baixas, igualando-se ao superfosfato simples na maior dose. Aparentemente, a ação dos aditivos deveu-se à formação de compostos amoniacais mais estáveis por meio de reações do gás NH3 com ácidos e, ou, fosfato monocálcico presentes naqueles produtos.

Transformação da matéria orgânica e do nitrogênio durante a compostagem da fração sólida do chorume bovino

A fração sólida do chorume (FSC) de duas explorações de pecuária leiteira intensiva (FSC1 e FSC2, recolhidas em fossa aberta e fechada, respectivamente) foi compostada com e sem adição de palha, em pilhas estáticas e em pilhas com revolvimento. A temperatura aumentou rapidamente na FSC1, que foi recolhida mais lentamente, até a máxima diária de 68 °C, registrada na pilha estática com palha. No entanto, a FSC2 não alcançou temperatura superior a 51 °C em qualquer uma das pilhas. A mistura de palha com a FSC aumentou a temperatura no início da compostagem em todas as pilhas, mas as taxas de mineralização da matéria orgânica (MO) não aumentaram. Nas pilhas com revolvimento, a MO potencialmente mineralizável aumentou em comparação com as pilhas estáticas, mas a concentração de N nos compostos finais foi mais elevada nas pilhas sem revolvimento, sugerindo que o revolvimento pode ter aumentado as perdas de N. A relação C/N da FSC diminuiu de forma semelhante em todas as pilhas, desde um valor inicial de 27 ou superior até o valor de 11 a 13 no final da compostagem. A baixa temperatura, a baixa relação C/N e a baixa concentração de NH4+ em combinação com o aumento da concentração de NO3- dos compostos finais indicaram que estes estavam estabilizados. A elevada concentração de MO (720-820 g kg-1) e de N total (30-44 g kg-1) e a baixa condutividade elétrica (inferior a 100 mS m-1) sugerem que os compostos da FSC podem ser utilizados como corretivos orgânicos do solo com benefícios agronômicos e ambientais. No entanto, é necessário continuar a investigar para garantir a higienização do composto, porque a FSC2 não alcançou temperaturas termófilas durante a compostagem.

Compostagem e vermicompostagem de resíduos domiciliares com esterco bovino para a produção de insumo orgânico

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de adubo orgânico de resíduos domiciliares, por meio da integração de compostagem e vermicompostagem, com e sem esterco bovino nesses processos. Foram realizadas duas etapas experimentais: na primeira, testou-se a termoestabilização dos resíduos e estabeleceram-se condições propícias para a introdução das minhocas; na segunda, aos 27 dias de termoestabilização, os resíduos resultantes da primeira etapa foram colocados em um recipiente de 9 dm³, com e sem minhocas, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Aos 19, 55 e 69 dias, avaliaram-se as taxas de reprodução e sobrevivência das minhocas adultas e os atributos químicos do composto com e sem minhoca. As minhocas sobreviveram e se reproduziram nos substratos, com maior taxa de multiplicação no substrato com esterco. A utilização dos resíduos orgânicos de origem domiciliar, para a produção de insumo, é tecnicamente viável, tanto por meio da compostagem, quanto da vermicompostagem. A adição de esterco não reduziu o tempo de maturação do composto. À exceção do K e Mg, que tiveram seus teores alterados, a integração dos processos de compostagem e vermicompostagem, com e sem esterco, produziu adubos com características químicas similares.

Mitigação das emissões de amônia por zeólitas naturais durante a compostagem de dejetos de suínos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência das zeólitas naturais clinoptilolita e estilbita em mitigar as perdas de amônia (NH3) na fase inicial da compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS). Foram conduzidos três experimentos em escala piloto, com duração de 14 dias cada um. As zeólitas foram adicionadas aos DLS em doses crescentes, de 5 a 20% (m/v), sobre substrato constituído pela mistura de serragem (70%) e maravalha (30%). Foram realizadas três aplicações de DLS + zeólitas por experimento, seguidas de revolvimento. O substrato passou por outros três revolvimentos entre as aplicações. As zeólitas reduziram as emissões de NH3 e a sua eficiência foi diretamente relacionada à dose aplicada. A clinoptilolita apresentou maior eficiência do que a estilbita. Na média dos três experimentos, a clinoptilolita reduziu em 24 a 76% as emissões de NH3. Os resultados evidenciam o alto potencial de zeólitas naturais, principalmente da clinoptilolita, em mitigar a volatilização de NH3 durante a compostagem de DLS.

Transformações químicas da matéria orgânica durante a compostagem de resíduos da indústria madeireira

Composting of sawdust and paper mill sludge, using a "Kneer" process reactor, was studied in an attempt to elaborate upon organic matter (OM) transformation during the process and to define parameters to measure the compost maturity level. Temperature, electron paramagnetic resonance (EPR) data, ash and C, H, N and S contents, and a spectroscopic method using ultraviolet-visible (UV-VIS) for alkaline (pH = 8.5) and solid samples was used to study the maturity of the compost samples. These parameters were measured in 6 humic acids (HA) extracted from the compost samples during 29 days. The results of this work show that the "Kneer" process is efficient in transforming ligno-celulitic residues in a short time (29 days), into an organic fertilizer material with application perspectives.

Interferência da lignina na quantificação de radicais livres no processo de compostagem

In this work was studied composts and their humic acids (HA) to evaluate the use of EPR in the monitoring of the humification. It was observed increase in the concentration of organic free radical (OFR) in all the composts, but in L1 the increase was more significant than L2 and L3. Research more detailed of L1 showed that the lignin is main source of OFR. Then determination of these radicals in material in nature that contains high amount of lignin isn't a good indicator to monitor the humification process in the composting and yes the fraction HA of the composts.

Processo de estabilização de resíduos orgânicos: vermicompostagem versus compostagem

Two processes are used to stabilize organic wastes: composting and vermicomposting.There are no studies in the literature showing which process is most effective over the short term. In this study, 3 organic wastes were composted and vermicomposted for 90 days, and the parameters pH, effective cation exchange capacity, total organic carbon, total Kjeldahl nitrogen, Ptotal, E4/E6 ratio, hydrophobicity and aromaticity indexes were determined. In all experiments, vermicomposted materials showed higher stability, proving a superior tool for stabilization of these organic wastes.

Compostagem e vermicompostagem de dejetos de caprinos: efeito das estações do ano

A caprinocultura brasileira cresceu consideravelmente nos últimos anos, elevando a produção de resíduos, fato que justifica o estudo de práticas de reciclagem, tais como a compostagem e a vermicompostagem, pois, além da agregação de valor com a produção do composto, representa um meio de saneamento na área rural. Para o desenvolvimento deste trabalho, foram utilizados dejetos coletados de caprinos em diferentes faixas etárias, mantidos em sistema de semiconfinamento e com regime alimentar único. O objetivo principal foi avaliar os efeitos das estações do ano sobre os processos de compostagem e vermicompostagem. As reduções na quantidade de matéria seca (MS) foram de 53,7; 53,4; 51,4 e 47,8% para a compostagem e 57,4; 51,0; 41,4 e 53,6% para a vermicompostagem nas estações de verão, outono, inverno e primavera, respectivamente. Observaram-se maiores reduções na relação C/N durante o verão e outono, em relação à primavera e ao inverno, para ambos os processos. As equações de redução de volume, na compostagem, foram: y = -0,0512x + 1,0233; y = -0,0552x + 1,1766; y = -0,0521x + 1,1656 e y = -0,0558x + 1,3227, para as estações primavera, outono, inverno e verão, respectivamente, (x = número de semanas e y = volume, em m³).

Compostagem de resíduos da indústria de desfibrilação de algodão

O processo de compostagem foi avaliado por meio do monitoramento diário da temperatura em leiras confeccionadas com o resíduo da indústria de desfibrilação de algodão e tipos de inóculo. Foram avaliadas seis leiras, divididas em dois sistemas: com aeração e sem aeração, sendo estudados, em cada sistema, três tipos de inóculo: esterco bovino diluído em água; esterco bovino, e conteúdo ruminal. Avaliou-se, também, a porcentagem de redução de volume nas leiras quando se intensificaram os revolvimentos, visando a obter informações para fins de dimensionamento do pátio de compostagem. Os compostos produzidos foram transferidos para minhocário e amostras do produto após a compostagem e após a vermicompostagem foram analisadas quimicamente com o objetivo de avaliar os teores de nutrientes. Os resultados obtidos demonstraram que o conteúdo ruminal utilizado como inóculo tende a apresentar valores mais altos de temperatura na fase inicial (fase ativa) e menores na fase final (maturação), embora, independentemente do tipo de inóculo utilizado, a estabilização praticamente tenha ocorrido no mesmo período; o sistema com aeração possibilitou, em todos os tratamentos, estabilização mais rápida do material, quando comparado ao sistema sem aeração; a intensificação dos revolvimentos possibilitou diminuição do tempo de retenção com redução de 46% no volume final, e a composição química dos vermicompostos apresentou-se enriquecida quando comparada aos compostos produzidos.