Produção de biogás de resíduos vegetais suplementados com biochar

Abstract

O biogás vem se destacando como uma alternativa sustentável para a produção de energia, especialmente frente à necessidade de descarbonização e reaproveitamento de resíduos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade e produção de biogás de dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB, R1 e R2), utilizando resíduos vegetais (RV) compostos por bananas e tomates, na proporção de 7,6 e 10% (em volume do afluente, nas fases 1 e 2 respectivamente) suplementados com biochar, produzido a partir das cascas das bananas utilizadas. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no R1 foram de 6,6 e 8,7 g DQOtotal (L d) -1, nas fases 1 e 2, respectivamente. Foram adicionados 0,38 g (L d) -1, 0,63 g (L d) -1 e 0,83 g (L d) -1 de biochar ao afluente na fase 1 e 0,83 g (L d) -1 na fase 2. As remoções médias de DQOtotal foram de 65 e 60% e as produções volumétricas de metano de 0,37 e 0,41 L CH4 (L d) -1, para os reatores UASB, R1 +R2, respectivamente, nas fases 1 e 2. Na fase 2, o aumento da COV ocasionou o decréscimo do pH e o aumento dos ácidos voláteis totais, tornando necessário a correção do pH com calcário dolomítico, que proporcionou a recuperação do sistema. O biochar associado à recirculação auxiliou na recuperação da acidificação, promoveu o equilíbrio e melhoria no desempenho do sistema. Dessa forma, a suplementação com o biochar oriundo do resíduo de banana que seria descartado, contribuiu para um sistema mais sustentável e eficiente.

Biogas has been emerging as a sustainable alternative for energy production, especially given the need to decarbonize and reuse waste. The aim of this study was to evaluate the stability and biogas production of two upflow anaerobic sludge blanket reactors (UASB, R1 and R2), using vegetable waste (VW) consisting of bananas and tomatoes, at a ratio of 7.6 and 10% (by volume of the effluent, in phases 1 and 2 respectively) supplemented with biochar produced from the banana peels used. The organic load rate (OLR) applied in R1 were 6.6 and 8.7 g CODtotal (L d)-1 in phases 1 and 2, respectively. Biochar was added to the effluent, 0.38 g (L d)-1, 0.63 g (L d)-1 and 0.83 g (L d)-1 of in phase 1 and 0.83 g (L d)-1 in phase 2. The system showed average total COD removals of 65 and 60% and obtained volumetric methane yields of 0.37 and 0.41 L CH4 (L d)-1 for the UASB, R1 +R2 reactors in phases 1 and 2. In phase 2, the increase in OLR caused a decrease in pH and an increase in total volatile acids, making it necessary to correct the pH with dolomitic limestone, which helped the system recover. The biochar associated with recirculation helped recover acidification, promoted balance and improved the system's performance. Thus, supplementation with biochar from banana waste that would otherwise be discarded contributed to a more sustainable and efficient system.