Dimensionamento de equipamentos para produção e tratamento de biogás gerado a partir de RSU: estudo de caso para condomínio residencial em Campinas.

Abstract

O biogás é uma fonte de energia que pode ser obtida de material orgânico. Resíduos sólidos urbanos (RSU) são um tipo de material que pode ser aproveitado para a produção de biogás. Áreas de concentração humana, como condomínios, são adequadas para promover esse aproveitamento, pois há geração de RSU em grande quantidade. Para a produção de biogás, é necessária a construção de uma planta, composta por um biodigestor e por um sistema de tratamento do gás bruto. Neste trabalho, foi proposta a construção de uma planta de biogás em um condomínio residencial em Campinas, com mais de mil moradores e geração de mais de 1 tonelada de RSU por dia. Através do dimensionamento da planta, calculou-se a produção de biogás diária de 163,2 m3 . Caso aproveitado para geração de energia elétrica, esse volume poderia gerar uma potência de 10 kW. As dimensões calculadas para o biodigestor foram de 2,05 m de raio e 4,09 m de altura. Para o sistema de tratamento do biogás, foi adotada uma coluna de absorção para remoção do gás sulfídrico, acoplada a um reator de algas e um decantador de enxofre, reduzindo sua concentração de 5000 ppm para 10 ppm. Para atingir tal eficácia, são necessários 184,48 L de água por dia e 3,39 kg de hidróxido de sódio. A coluna deve operar com uma vazão de 128 mL por minuto. O sistema de tratamento do biogás ainda permite a recuperação de 1,2 kg de enxofre por dia, que pode ser aproveitado como fertilizante. Palavras-chave: biogás; RSU; enxofre; biodigestor; absorção.

Biogas is an energy source that can be obtained from organic material. Municipal solid waste (MSW) is a type of material that can be used for the production of biogas. Areas of human concentration, such as condominiums, are suitable for promoting this use, as there is a large amount of MSW generated. For the production of biogas, it is necessary to build a plant, consisting of a biodigester and a raw gas treatment system. In this work, the construction of a biogas plant in a residential condominium in Campinas was proposed, where more than a thousand residents generate more than 1 ton of MSW per day. Through the plant sizing, the daily biogas production of 163.2 m3 was calculated. If used for electricity generation, this volume could generate a power of 10 kW. The dimensions calculated for the biodigester were 2.05 m in radius and 4.09 m in height. For the biogas treatment system, an absorption column was adopted to remove the hydrogen sulphide, coupled to an algae reactor and a sulfur decanter, reducing its concentration from 5000 ppm to 10 ppm. To achieve such effectiveness, 184.48 L of water per day and 3.39 kg of sodium hydroxide are needed. The column must operate at a flow rate of 128 mL per minute. The biogas treatment system also allows for the recovery of 1.2 kg of sulfur per day, which can be used as fertilizer. Keywords: biogas; MSW; sulfur; biodigester; absorption.