Apresentação de tabalho de graduação de Felipe Guedes Pucci, para a obtenção do diploma de engenheiro químico pelo Departamento de Engenharia Química - DEQ da Universidade Federal de São Carlos - UFSCar.

1. BIOMETANIZAÇÃO DA FRAÇÃO ORGÂNICA
DO RESÍDUO SÓLIDO URBANO: Uma
revisão do estado da arte
Aluno: Felipe Guedes Pucci
Orientador: Wu Hong Kwong

4. Biometanização da
FORSU
Introdução

5. Biometanização da
FORSU
Introdução
Problema global
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Fonte: http://www.theoildrum.com/

6. Biometanização da
FORSU
Introdução
Problema local
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Mais da metade do resíduo sólido brasileiro é orgânico

7. Biometanização da
FORSU
Introdução
Problema Local
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Mais da metade do resíduo sólido brasileiro é orgânico

8. Biometanização da
FORSU
Introdução
PNRS
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Mais da metade do resíduo sólido é orgânico
Lei 12.305, 2010 que intitui a PNRS, no Art. 15 diz:

9. Biometanização da
FORSU
Introdução
PNRS
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Mais da metade do resíduo sólido é orgânico
Lei 12.305, 2010 que intitui a PNRS, no Art. 15 diz:
III - metas de redução, reutilização, reciclagem, entre outras, com
vistas a reduzir a quantidade de resíduos e rejeitos encaminhados para
disposição final ambientalmente adequada;

10. Biometanização da
FORSU
Introdução
PNRS
Necessidade de se ampliar a oferta das fontes energéticas não fósseis
Mais da metade do resíduo sólido é orgânico
Lei 12.305, 2010 que intitui a PNRS, no Art. 15 diz:
III - metas de redução, reutilização, reciclagem, entre outras, com
vistas a reduzir a quantidade de resíduos e rejeitos encaminhados para
disposição final ambientalmente adequada;
IV - metas para o aproveitamento energético dos gases gerados nas
unidades de disposição final de resíduos sólidos;

11. Biometanização da
FORSU
Introdução
Padrões problemáticos
Cultura do desperdício e encaminhamento da fração orgânica
junto aos outros resíduos domiciliares
Não existe infraestrutura para tratamento da FORSU

12. Biometanização da
FORSU
Introdução
Classificação
RESÍDUOS
INDUSTRIAIS
RESÍDUOS DE
ESTABELECIMENTOS
COMERCIAIS E
PRESTADORES DE SERVIÇOS
RESÍDUOS
DOMICILIARES
RESÍDUOS DE
SERVIÇOS DE
SAÚDE
RESÍDUOS DE
SERVIÇOS DE
TRANSPORTES
RESÍDUOS DE
LIMPEZA URBANA
RESÍDUOS DE SERVIÇOS
PÚBLICOS DE
SANEAMENTO BÁSICO
RESÍDUOS
AGROSSILVOPASTORIS
RESÍDUOS DE
MINERAÇÃO
RESÍDUOS DA
CONSTRUÇÃO CIVIL
RESÍDUOS SÓLIDOS
URBANOS
RESÍDUOS SÓLIDOS
Fonte: SCHALCH, 2013

13. Biometanização da
FORSU
Introdução
Motivação
• A fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos é facilmente biodegrádavel e
não contem um número alto de patógenos como as fezes animais e os lodos de
esgotos.
• É responsável por degradar as condições de trabalho de toda a cadeia de
coleta do RSU e por fim é a que gera biogás e chorume nos aterros reduzindo
sua vida útil.
• Com a digestão anaeróbia é possível produzir biogás (60% CH4 , 40%CO2),
fertilizante orgânico, e até enxofre.
• É possível até dobrar o valor calorífico do biogás retirando CO2

14. Biometanização da
FORSU
Objetivos
Realizar uma revisão bibliográfica do tema com a meta de
contribuir com a aquisição de conhecimento pelo grupo de
pesquisa, assim como sugerir parâmetros que auxiliem o
inicio dos procedimentos experimentais.

15. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Respiração anaeróbia
Desenvolvimento do sequenciamento
do código genético
Distinção mais profunda entre
eucariotos e procariotos
Fonte: PACE,2006

16. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Hidrólise e acidogênese

17. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Fonte: Batstone, 2011

18. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Hidrólise e acidogênese
Acetogênese

19. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Fonte: Batstone, 2011

20. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Hidrólise e acidogênese
Acetogênese
Metanogênese

21. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Fonte: Batstone, 2011

22. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Hidrólise e acidogênese
Acetogênese
Metanogênese
Sulfetogênese

23. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Etapas anaeróbias
Fonte: Batstone, 2011

24. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios

25. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas convencionais (baixa carga)
•Digestores de lodo, tanques sépticos, lagoas anaeróbias

26. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas convencionais (baixa carga)
•Digestores de lodo, tanques sépticos, lagoas anaeróbias
Sistemas com crescimento bacteriano aderido
•Leito fixo, leito rotatório, leito expandido e leito fluidificado

27. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas convencionais (baixa carga)
•Digestores de lodo, tanques sépticos, lagoas anaeróbias
Sistemas com crescimento bacteriano aderido
•Leito fixo, leito rotatório, leito expandido e leito fluidificado
Sistemas com crescimento bacteriano disperso
• Reator anaeróbio de ; dois estágios, de chicanas, de fluxo
ascendente e manta de lodo, leito granular expandido, recirculação
interna

28. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas de leito lixiviado
•Valorga, Dranco, SEBAC (SEquential Batch Anaerobic Composting)

29. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas de leito lixiviado: Valorga
Fonte: http://www.valorgainternational.fr/image/imagebank/digesteurlagenda.jpg

30. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas de leito lixiviado: Dranco
Fonte: http://i4.ytimg.com/vi/CDrBfNdHWJY/maxresdefault.jpg (adaptado e traduzido)

31. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas de leito lixiviado: SEBAC
Fonte: Güelfo et al. (2010)

32. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Reatores Anaeróbios
Sistemas mistos
Fonte: Blumensat (2005)

33. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Efluente Gasoso
Efluente gasoso
•Retirar sulfeto e gás carbônico
Lavagem por água a alta pressão
Lavagem com solução básica
Lavagem com solventes orgânicos
Processo PSA (Pressure Swing Adsorbtion)
Retirada de sulfeto por meio de óxido de ferro

34. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Efluente Gasoso
Lavagem com solução básica

35. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Efluente Gasoso
Lavagem com solução básica
Fonte: O autor, 2010

36. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Efluente Gasoso
Processo PSA :
Adsorção por peneiras moleculares
Nenhum traço de S2-, envenenamento do catalizador

37. Biometanização da
FORSU
Revisão Bibliográfica
Efluente Gasoso
Retirada de sulfeto através do óxido de ferro:
Exposição ao ar atmosférico e/ou aquecimento

38. Biometanização da
FORSU
Considerações Finais
A separação da FORSU na fonte é a opção mais eficiente e que
proporciona rendimento maior de biogás
A reforma do biogás a gás metano é imprenscindível para uso do
gás em aplicações e aumento de seu poder calorífico
É possível a combinação de outros tipos de reatores e de outros
tipos de matéria orgânica em prol da gestão integrada de resíduos
sólidos

39. Biometanização da
FORSU
Revisão bibliográfica
BLUMENSAAT, F.; KELLER, J. Modelling of two-stage anaerobic digestion using the
IWA Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1), Water Research, v. 39, n. 1, 2005, p.
171-183
GÜELFO, L.; GALLEGO, C.; MÁRQUEZ, D.; GARCÍA, L. Start-up of thermophilic–dry
anaerobic digestion of OFMSW using adapted modified SEBAC inoculum,
Bioresource Technology, v. 101, n. 23, 2010, p. 9031-9039

40. Biometanização da
FORSU
Revisão bibliográfica
BATSTONE, D.; Jensen, P. 4.17 - Anaerobic Processes, In: Editor-in-Chief: Peter
Wilderer, Editor(s)-in-Chief, Treatise on Water Science, Elsevier, Oxford, 2011,
Pages 615-639
BRASIL. Lei n. 12305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de
Resíduos Sólidos; altera a Lei n. 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras
providências. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-
2010/2010/lei/l12305.htm Acesso em 13 jun. 2013.

41. Biometanização da
FORSU
Revisão bibliográfica
ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA, U.S. Environmental Protection Agency (Office of
Solid Waste). MUNICIPAL SOLID WASTE IN THE UNITED STATES: 2009 FACTS AND
FIGURES. EUA, 2010. 198 p.
FRÉSCA, F. R. Estudo da geração de resíduos domiciliares no município de São
Carlos SP a partir da caracterização física. 2007. 133 p. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Ambiental) – Escola de Engenharia de São Carlos, UniveRIdade de São
Paulo, São Carlos, 2007.
www.theoildrum.com