O biogás é um produto energético oriundo da fermentação de...

O biogás é um produto energético oriundo da fermentação de matéria orgânica em meio anaeróbio, que é gerado de forma espontânea no meio ambiente a partir de fundos de lagos, pântanos, esterqueiras e no material da digestão de animais ruminantes. O gás gerado é composto, majoritariamente, por metano e dióxido de carbono, além de pequenas quantidades de gases traço, como sulfeto de hidrogênio, amônia e gás hidrogênio. Se, por um lado, existem impactos negativos em termos de efeito estufa antrópico, por outro, existe uma oportunidade de aproveitamento energético do metano em processos de tratamento e destinação final, controlados pelo homem, da fração orgânica de resíduos sólidos.

A quantidade de biogás e, principalmente, de metano gerada, depende, entre outros fatores, da composição do resíduo (substrato), sendo comum o uso de ensaios de potencial bioquímico de metano (BMP) com emprego de cromatógrafo gasoso para obter de forma mais precisa em ensaio de bancada as frações desses gases. Uma alternativa puramente teórica, que dá uma estimativa desses gases para planejamento dos ensaios de BMP, é o emprego da equação de Buswell, que adota a premissa de que o composto orgânico é biodegradável e pode ser completamente convertido pelos organismos anaeróbicos (rendimento de lodo é zero) em CH₄, CO₂, NH₃ e H₂S:

Buswell (1952):

Buswell e Hatfield (1936):

Com base nesses dados, responda ao que se pede a seguir.

a) Cite duas tecnologias de tratamento e destinação final de resíduos sólidos, que ocorrem em ambiente anóxico e geram biogás.

b) Cite as 4 etapas ou fases do processo de degradação anaeróbica da matéria orgânica.

c) A composição determinada por uma caracterização do substrato seco, seguida de uma análise estequiométrica determinou que o substrato equivalente de entrada é o C₁₅H₃₀O₈.

Se a vazão e a concentração de entrada de C₁₅H₃₀O₈ no reator são 250m³/dia e 380mg/L, determine a carga diária bruta de metano gerada em kg/dia (use a equação de Buswell e Hatfield (1936)).

Dados: C = 12g/mol, H = 1g/mol e O = 16g/mol.