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 Estudo do comportamento do resíduo papel no processo de compostagem
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/664

title: Estudo do comportamento do resíduo papel no processo de compostagem
authors: Felícia, Daniel Gomes
advisors: Gomes, Ana Paula Duarte
keywords: Engenharia do ambiente
Aproveitamento de resíduos
Compostagem
Resíduos domésticos
Resíduos orgânicos
issue date: 2009
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: A gestão de resíduos é uma questão cada vez mais relevante na sociedade actual, face à sua crescente produção. Além da minimização dos impactes negativos na saúde pública e no ambiente, consideradas as motivações mais antigas na gestão de resíduos, têm vindo a surgir ao longo do tempo novos factores que condicionam a gestão dos resíduos, tais como a consciencialização de que os resíduos podem ser encarados como fonte de recursos, o reconhecimento de que é importante fechar o ciclo de modo a prevenir perdas e o interesse pelo envolvimento de todas as partes interessadas e pela cooperação intermunicipal. A decisão sobre qual o melhor destino a dar a cada tipo de resíduo está condicionada pelo cumprimento das metas comunitárias relativas à deposição de resíduos biodegradáveis em aterro, decorrendo da lei dos aterros, que transpõe a Directiva 1999/31/CE do Conselho de 26 de Abril, e ainda da necessidade de aumentar de forma significativa os quantitativos de materiais a valorizar por reciclagem material ou outras formas de valorização, em conformidade com a estratégia da União Europeia de evoluir para uma sociedade para a reciclagem. O aumento na produção de RSU acentuou, recentemente, a dificuldade de os tratar convenientemente, sendo a gestão dos RUB, a fracção dos resíduos biodegradáveis contidos nos RSU, a grande prioridade, uma vez que representa cerca de 36% da totalidade dos RSU produzidos em Portugal Continental. Actualmente o principal destino dado aos RUB prende-se, maioritariamente, com a sua deposição em aterro. Contudo, e cada vez mais, a valorização orgânica, nomeadamente, a compostagem, surge hoje em dia como uma alternativa na gestão dos RUB. A compostagem é uma tecnologia adequada ao tratamento, à reciclagem e à valorização de resíduos orgânicos de origem agro-industrial, agro-pecuária, florestal, além da fracção biodegradável dos RSU, assumindo cada vez mais importância na gestão de resíduos. Pode ser definida como a decomposição biológica e estabilização de substratos orgânicos, sob condições que permitem o desenvolvimento de temperaturas termófilas, como resultado da produção biológica de calor, originando um produto final que seja estável, livre de organismos patogénicos e infestantes de plantas, que possa ser aplicado no solo com benefícios na produção vegetal. Assim, realizou-se um projecto de compostagem à escala laboratorial, de modo a avaliar a degradabilidade da fracção biodegradável dos RSU, especificamente, uma mistura de resíduos orgânicos de origem doméstica à qual se adicionou vários tipos de papéis de cozinha, para obtenção de um composto estabilizado e com características favoráveis à fertilização de solos e crescimento das plantas. De modo a optimizar estes aspectos foram testadas diferentes condições operatórias, nomeadamente, temperaturas mesófilas (40ºC) e termófilas (55ºC), o uso de diferentes percentagens de papel de cozinha e ainda a utilização do saco de plástico biodegradável como meio de transporte dos resíduos orgânicos, tendo em vista a compostagem industrial. Os ensaios experimentais dividiram-se em três fases. Na primeira fase todos os reactores operaram a 40ºC, sendo que nos três primeiros além da mistura de resíduos orgânicos domésticos adicionou-se cerca de 14% (m/m, bs) dos diferentes papéis de cozinha, designadamente, o guardanapo de folha simples, o rolo de cozinha e o papel Kraft fino (castanho), enquanto no quarto apenas se usou a mistura de resíduos orgânicos domésticos. Na segunda fase realizou-se as mesmas quatro misturas mas com um valor de temperatura na gama termófila, cerca de 55ºC. A terceira e última fase apenas se utilizaram dois tipos de papel e substituiu-se o rolo de cozinha pelo saco de plástico biodegradável, adicionando desta vez à mistura de resíduos orgânicos domésticos 43% (m/m, bs) e 15% (m/m, bs), respectivamente, enquanto no quarto reactor permaneceu inalterada a mistura de resíduos orgânicos domésticos, sendo que os ensaios decorreram no início a temperaturas mesófilas seguido de um período a temperaturas termófilas. Nos diferentes ensaios foram monitorizados parâmetros como a temperatura, o teor de CO2, a humidade, o pH, os sólidos voláteis e cinzas. Em todos os ensaios determinou-se a variação dos hidratos de carbono, os lípidos e as proteínas entre o início e final do processo. O produto obtido foi avaliado através da germinação de sementes, indicativo da fitotoxicidade, e da razão ponderal C/N. O grau de conversão de sólidos voláteis foi superior para os ensaios em que se utilizou o resíduo orgânico doméstico com 14% (m/m, bs) de guardanapo de folha simples, contudo, não foi possível esclarecer qual a melhor temperatura para o processo. Por outro lado, nos ensaios onde apenas se usou a mistura de resíduos orgânicos domésticos, o grau de conversão foi superior quando sujeito às condições operatórias da terceira fase. A avaliação do grau de estabilização e maturação dos compostos revelou a presença de fitotoxicidade para a germinação das plantas na maior parte destes. Contudo, quatro dos compostos não apresentam fitotoxicidade na germinação das plantas, mas necessitam de um estudo mais aprofundado relativamente ao teor de substâncias húmicas, do mesmo modo que é necessário estudar outros parâmetros tais como microbiológicos e respirométricos de forma a estabelecer a qualidade do produto da compostagem. De acordo com os resultados obtidos, uma aposta na valorização orgânica do resíduo orgânico doméstico com o papel de cozinha e com o plástico biodegradável deverá ser encarada como viável, embora se recomende a realização de mais estudos. ABSTRACT: Waste management is an important issue nowadays due to its increasing production. Beyond minimizing negative impacts on public health and the environment, considered the oldest drivers in waste management, it have been emerged over time new factors that influence the management of waste, such as awareness that the waste may be regarded as a source of resources, recognition of the importance of closing the loop in order to prevent losses and interest in the involvement of all stakeholders and municipal cooperation. The decision on which the best destination of each waste type is conditioned by the fulfillment of communitarian legislation related to biodegradable waste disposal, the Directive 1999/31/CE of 26th April and by the need of raising the quantity of materials to recycle and to valorize, according to European Union strategy “recycling society”. The increase in MSW emphasized, recently, the difficulty of treating them properly, being the management of the BMW, the fraction of biodegradable waste contained in MSW, the top priority, since it represents about 36% of all MSW generated in Portugal Continental. Currently the main destination of the BMW is, mainly, the landfill. However, and increasingly, the organic valorization, including composting, appears today as an alternative in the management of the BMW. Composting is a technology which is adjusted to the treatment, recycling and valorization of agro-industrial organic waste, agro-cattle raisin waste, forest, beyond biodegradable fraction of MSW, assuming increasing importance in the waste management. It can be defined as the biological decomposition and stabilization of organic substrates under conditions that lead to termophilic temperatures, with biological heat production, resulting in a stable product, free of pathogens and plant seeds, which can be used on soil, with benefits to plant growth. Therefore, carried out a composting project, at laboratory scale, to evaluate the biodegradability of the biodegradable fraction of MSW, specifically, a mixture of organic waste from domestic sources to which is added various kinds of kitchen paper, in order to obtain stable compost with suitable characteristics to soil fertilization and plant growth. Regarding the optimization of these aspects were tested different operation conditions, namely, mesophilic (40ºC) and thermophilic (55ºC) temperatures, the use of different percentages of kitchen paper and even the use of biodegradable plastic bag for transportation of organic waste, with a view to industrial composting. The experimental essays were divided into three phases. In the first phase all the reactors operated at 40°C, and in the first three beyond the mixture of organic domestic waste was added about 14% on a dry weight basis of the different kitchen papers, in particular, the simple sheet napkin, the roll of kitchen paper and thin Kraft (brown), while the fourth only used the mixture of organic domestic waste. In the second phase it took place the same four mixtures but with a value of temperature in the thermophilic range, about 55°C. In the third and final phase it was only used two types of paper and the roll of kitchen paper was replaced by biodegradable plastic bag, but this time adding to the mixture of organic domestic waste 43% and 15% on a dry weight basis, respectively, while the mixture of organic domestic waste on the fourth reactor remained unchanged, and the essays took place in early mesophilic temperatures followed by a period to thermophilic temperatures. During the different essays there were monitored parameters like temperature, CO2 fraction, moisture, pH, volatile solids and ash. During all of the essays was also determined the variation of carbon hydrate, lipids and proteins at the beginning and at the end of the process. The final product was assessed by germination of seeds, indicative of phytotoxicity, and the C/N ratio. The conversion level of volatile solids was higher at the essays in which it was used the organic domestic waste with 14% on a dry weight basis of the simple sheet napkin, yet it was not possible to clarify what was the best temperature for the process. Furthermore, in essays where it was only used a mixture of organic domestic waste, the conversion was higher when subjected to operating conditions of the third phase. The composts stability and maturity assessment revealed the presence of phytotoxicity to the germination of plants in most of these. However, four of the composts do not exhibit phytotoxicity to the germination of plants, but require further study concerning the content of humic substances, just as it is necessary to study other parameters such as microbiologic and respirometric ones in order to establish the quality of the product composting. According to the results, to invest in organic valorization of the organic domestic waste with kitchen paper and biodegradable plastic should be seen as viable, although it is recommended to further studies.
description: Mestrado em Engenharia do Ambiente
URI: http://hdl.handle.net/10773/664
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