Eficiência energética e gestão sustentável na digestão anaeróbia de resíduos de frutas e verduras em uma CEASA do Ceará

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Júnior, Francisco das Chagas Gomes da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: digestão anaeróbia em dois estágios; hidrogênio; hydrogen; metano; methane; superpro designer; two-stage anaerobic digestion
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-30052025-080217/

O centro atacadista de alimentos (CEASA) Maracanaú (Ceará, Brasil) envia cerca de 17,5 toneladas diárias de resíduos orgânicos ao aterro sanitário. Este estudo investigou o potencial de valorização desses resíduos de frutas e verduras (RFV), caracterizando sua composição e avaliando sua viabilidade para produção de hidrogênio e metano. A composição média do RFV foi predominantemente de laranja (41,0%), cebola (7,5%), milho (5,4%), mamão (5,3%) e abacate (4,6%) (v/v). Testes em batelada com RFV triturado resultaram em rendimento de metano (MY) de 275 NmL CH4.g-1DQOadd. Foi realizada também a avaliação da digestão anaeróbia da fração líquida (RFVL), considerando duas configurações: um sistema de estágio único (SS), com reator Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB-SS), e um sistema de dois estágios (TS), composto por um Anaerobic Structured Bed Reactor (AnStBR) seguido de um UASB-TS. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas ao reator AnStBR variaram entre 40 e 80 gDQO.L-1r.d-1 e entre 1,5 e 22,0 gDQO.L-1r.d-1 aplicadas aos reatores UASB. O sistema TS apresentou melhor desempenho, atingindo 3,6 NLCH4.L-1r.d-1 a 22 gDQO.L-1r.d-1. No AnStBR, a produção máxima de hidrogênio foi de 2,2 NL H2.L-1r.d-1 com COV de 60 gDQO.L-1r.d-1. O sistema TS foi 23% mais eficiente que o SS em termos de recuperação energética (5,58 kJ.g-1DQOadd). O sistema TS também demonstrou maior estabilidade operacional, com relação a Alcalinidade Intermediária (AI) sobre a Parcial (AP) (AI:AP) consistentemente abaixo de 0,4, enquanto o SS apresentou sinais de acidificação sob COV de 22,0 gDQO.L-1r.d-1. Contudo, simulações de escalonamento realizadas no software SuperPro Designer® indicaram que o sistema SS é economicamente mais viável, apesar de tecnicamente e ambientalmente inferior. Esses resultados evidenciam o potencial da digestão anaeróbia como alternativa sustentável para a gestão de resíduos orgânicos e produção de energia renovável.