Autor(es):
Marques, Ana Sofia Milheiro Lima da Costa 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/600
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia do ambiente; Aproveitamento de resíduos; Resíduos orgânicos; Reciclagem de resíduos; Compostagem
Descrição
A gestão de resíduos é uma questão cada vez mais relevante na
sociedade actual, face à sua crescente produção. Além da preservação da
saúde pública e da protecção do ambiente, consideradas as motivações mais
antigas para a gestão de resíduos, têm vindo a surgir ao longo do tempo novos
factores que condicionam a gestão de 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 tomada de 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, 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 UE de evoluir para uma sociedade para a reciclagem.
Em Portugal, a produção média anual de bagaço de uva, resultante da
produção de vinho, é de 52 500 kg. Actualmente os destinos dados a este
subproduto variam desde o seu processamento para ração animal, até à
produção de óleo a partir das grainhas, à sua utilização como biocombustível e
à deposição no solo, tal e qual. A valorização orgânica do bagaço de uva surge
como mais uma alternativa. Hoje em dia, grande parte deste subproduto é
vendida a outras empresas que procedem à sua valorização.
A compostagem é uma tecnologia adequada ao tratamento, à reciclagem
e à valorização de biomassas como por exemplo os resíduos orgânicos de
origem agro-industrial, florestal e a fracção orgânica de RSU. Pode ser definida
como a decomposição biológica e estabilização de substratos orgânicos, sob
condições que permitam o desenvolvimento de temperaturas termófilas, como
resultado da produção biológica de calor, originando um produto final estável,
livre de organismos patogénicos e infestantes de plantas, que possa ser
aplicado no solo com benefícios para a produção vegetal.
Realizou-se um projecto de compostagem à escala piloto, de modo a
avaliar a degradabilidade do bagaço de uva destilado 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), e inoculações do bagaço de uva destilado, com
resíduo de aviário e casca de laranja. Foi ainda analisado o efeito da correcção
calcária de acidez, utilizando CaCO3.
Os ensaios experimentais dividiram-se em quatro fases: uma fase
preliminar foi feita com dois reactores a 40ºC e outros dois a 55ºC, com
bagaço de uva destilado simples ou inoculado com resíduo de aviário. A fase
seguinte, designada primeira fase, consistiu em dois ensaios, com quatro
misturas diferentes cada (bagaço de uva simples, bagaço inoculado com
resíduo de aviário ou com casca de laranja e com CaCO3), um a 40ºC e outro
a 55ºC. Na segunda fase realizou-se um ensaio com as mesmas 4 misturas
mas com uma fase inicial mesófila para controlo do pH e posterior reacção a
temperatura termófila. A terceira, e última fase, baseou-se num ensaio de
compostagem de bagaço de uva inoculado com diferentes razões de resíduo
de aviário (90:10, 70:30 e 50:50), também com início a temperaturas mesófilas
seguido de um período a temperaturas termófila.
Nos diferentes ensaios foram monitorizados parâmetros como a
temperatura, o teor de CO2, humidade, pH, sólidos voláteis e cinzas. Em
alguns ensaios determinou-se a variação dos hidratos de carbono, lípidos e
proteínas entre o início e o final do processo.
O produto obtido foi avaliado através da produção relativa de biomassa
obtida em ensaio de vaso, indicativo de fitotoxicidade, da razão C:N e do teor
de substâncias húmicas.
O grau de conversão foi superior para os ensaios em que se utilizou o
resíduo de aviário como inóculo e mais ainda quando se controlava o pH
recorrendo a um prolongamento de uma fase inicial mesófila seguido da
reacção à temperatura de 55ºC, sugerindo que o pH é um parâmetro
determinante. Das diferentes razões bagaço de uva:resíduo de aviário
experimentadas obteve-se um grau de conversão superior para a razão 50:50.
A avaliação do grau de estabilização e maturação do composto revelou
que não apresenta fitotoxicidade para o crescimento de plantas, mas necessita
de um estudo mais aprofundado relativamente ao teor de substâncias
húmicas. Do mesmo modo é necessário estudar outros parâmetros tais como
microbiológicos e respirométricos de modo a estabelecer a qualidade do
produto da compostagem do bagaço de uva.
De acordo com os resultados obtidos, uma aposta na valorização
orgânica do subproduto da destilação do bagaço de uva deverá ser
acompanhada de uma avaliação económica das diferentes alternativas.
ABSTRACT: Waste management is an important issue nowadays due to its increasing
production. Beyond public health and environment protection, the classic
drivers for waste management, there are other such as the resource value of
waste, closing the loop, institutional and responsibility issues, and public
awareness. The decision making on which is the best destination of each waste
type is conditioned by the fulfillment of communitarian legislation related to
biodegradable waste disposal, the Directive 199/31/EC, 26th April and by the
need of raising the quantity of materials to recycle and to valorize, according to
EU strategy “recycling society”.
In Portugal, the annual production of grape marc, resulting from wine
production, is 52 500 kg. The current destinations of this byproduct vary from
animal feed processing to grapeseed oil production, use as biocombustible and
sanitary landfill disposal, with no treatment. The organic valorization of grape
marc represents an alternative choice. Currently, most of grape marc is sold to
other companies to be valorized.
Composting is a technology which is adjusted to the treatment, recycling
and valorization of biomass such as agro-industrial organic waste, forest and
organic fraction of MSW. It can be defined as de 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.
One carried out a composting project, at pilot scale, to evaluate the
biodegradability of this substrate in order to obtain a stable compost with
suitable characteristics to soil fertilization and plant’s growth. Regarding the
optimization of these aspects it was tested different environmental conditions,
especially mesophilic (40ºC) and thermophilic (55ºC) temperatures, and
inoculations using poultry litter and orange skin. One also studied the effect of
acidity correction with lime (CaCO3).
The experimental essays can be divided into four parts: the first one was a
preliminary essay where two reactors operated at 40ºC and the other two at
55ºC, with grape marc alone or with poultry litter. The next phase consisted in
two essays, with four different mixtures each (grape marc, grape marc with
poultry litter, grape marc with orange skin and with lime), the first at 40ºC and
the other at 55ºC. In the second phase one carried out an essay using the
same four mixtures but at mesophilic temperatures at the beginning of the
process to pH control followed by thermophilic temperature. The third and last
phase was based on the composting of grape marc inoculated with different
ratios of poultry litter (90:10, 70:30, 50:50), also using thermophilic
temperatures at the beginning and then thermophilic temperature.
During the different essays on monitored parameters like temperature, CO2
fraction, moisture, pH, volatile solids and ash. During some of the essays one
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 through the relative yield of biomass in
vessel tests, indicative of phytotoxicity, the C:N ratio and humic substances.
The conversion was higher at the essays in which one used poultry litter
and even higher when pH control, with initial mesophilic condition, was carried
out suggesting that pH is a determining parameter. Between the different ratios
grape marc : poultry litter experimented the highest conversion was achieved to
the ratio 50:50. Even so, generally the achieved conversions were not high
enough.
The compost stability and maturity assessment revealed that it’s not
phytotoxic for plant’s growth, but it is necessary to carry out more studies
related to the humic substances. By the same way, it is necessary to study
other parameters such as microbiologic and respirometric ones in order to
evaluate the grape marc composting product quality.
Accordingly with the results, to invest in organic valorization should be met
by an economical assessment of the various alternatives. Mestrado em Engenharia do Ambiente
