Inoculum’s influence on anaerobic co-digestion of food waste and grass

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.001.0014

Keywords:

inoculum, anaerobic co-digestion, biogas, food waste, grass

Abstract

The inoculum is an important parameter in the performance of anaerobic digestion, since it provides the microbial community necessary for the beginning of the process of conversion and stabilization of organic matter, contributing to the balance of other parameters essential to the functioning of digestion, such as pH. Given the advantages of using a high solids system and the gap in the literature on the ratio substrate / inoculum for such systems, this research aimed to verify the influence of the amount of inoculum on anaerobic co-digestion of food waste and grass with high solids content. For this, the accumulated biogas production, reduction of volatile solids and pH of the digested mass were quantified. The influence of inoculum content was verified by varying from 100 to 200 ml, maintaining the same proportions of grass and food waste. The digestion test was conducted based on German VDI 4630 and DIN 38 414 (S8) standards, and the results analyzed by hypothesis testing for two samples. Volatile solids were reduced by 14% more for the 200 ml triplicate, as well as about 3.6 and 2.6 times higher biogas production and pH compared to 100 ml. With 5% significance it was concluded that the increase in the amount of inoculum contributes to the average increase of biogas generation. It’s possible to infer, therefore, that the volume of 100 ml was not efficient to provide sufficient microorganisms to overcome the production of volatile organic acids, which occurs in greater quantity after the first day of incubation. Thus, it appears that the amount of inoculum plays a relevant role in biogas generation, which goes beyond pH control.

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Author Biographies

Fernanda de Marco de Souza, Universidade de São Paulo

Graduanda no curso de Bacharelado em Gestão Ambiental pela Escola de Artes Ciências e Humanidades - Universidade de São Paulo.

Ednilson Viana, Universidade de São Paulo

Graduado em Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista (UNESP) (1992). Mestre em Ciências pelo Instituto de Química de São Carlos-USP (1994). Doutor em Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos-USP (1999). Pós-doutorado em saneamento pela Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos (2001). Pós-doutorado pela Universidade Nova de Lisboa (2014). Pós-doutorado pela University of Wisconsin (2018). Atualmente é professor livre docente na Universidade de São Paulo campus EACH. Orientou mais de 70 trabalhos entre projetos de formatura, mestrado, doutorado e pós doutorado nacional e internacional. Desenvolve trabalhos em Gestão Sustentável de Resíduos Sólidos, onde se destaca a linha de valorização de resíduos orgânicos com foco na biometanização e compostagem.

Joyce Meneses da Silva Jaeger, Universidade de São Paulo

Graduanda no curso de Bacharelado em Gestão Ambiental pela Escola de Artes Ciências e Humanidades - Universidade de São Paulo.

Giovano Candiani, Universidade Federal de São Paulo

Doutorado em Energia pela Universidade Federal do ABC, pesquisa a produção de gás metano a partir de resíduos sólidos urbanos em Aterro Sanitário. Atuando na área de Tecnologia, Engenharia e Modelagem, enfatizando a emissão de gás metano pela superfície em Aterro Sanitário. Trabalha na empresa Essencis Soluções Ambientais S.A. a 12 anos, atuando na área de meio ambiente com licenciamento ambiental, participando de programas de monitoramento ambiental, ecoeficiência, sustentabilidade, biodiversidade e planejamento.

André Felipe Simões, Universidade de São Paulo

Livre docente da USP. Possui graduação em Engenharia Metalúrgica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1994), Mestrado em Engenharia Metalúrgica com ênfase em Ciência dos Materiais - PUC/RJ (1998), Doutorado em Planejamento Energético pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2003) e Pós-Doutorado em Planejamento de Sistemas Energéticos pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP (2006). Obteve a Livre-Docência, pela USP, em 2013, com tese defendida na área de "Mudanças Climáticas e a Agenda Brasileira de Infraestrutura Energética". É Professor Doutor Associado da Universidade de São Paulo - USP -, em regime de Dedicação Integral à Docência e à Pesquisa (RDIDP). Atua como docente do Curso de Bacharelado em Gestão Ambiental da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo (EACH/USP). Entre 2011 e 2013, foi Coordenador do referido curso de graduação da EACH/USP e membro titular da Comissão de Graduação da EACH. Atua também como Prof. Dr. do Programa de Pós-Graduação em Energia - IEE/USP (professor credenciado), do Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade da EACH/USP (professor credenciado) e do PPg em Mudança Social e Participação Política também na EACH/USP. Entre 2006 e 2011, foi professor doutor credenciado no Programa de Planejamento de Sistemas Energéticos da UNICAMP. Publicou, até o momento, 32 manuscritos científicos em periódicos nacionais ou internacionais, 4 livros e 8 capítulos de livro. Orientou (trabalhos defendidos de modo exitoso, no caso), até o momento, 7 dissertações de mestrado e 4 teses de doutorado, além de mais de 20 trabalhos de conclusão de curso de Graduação na UFRJ, na UNICAMP e, principalmente, na USP. Participou, até o momento, sempre como membro da Delegação Brasileira, de 5 Conferências das Partes da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre a Mudança do Clima (UNFCCC), assessorando, pela perceptiva científica, os diplomatas do país no âmbito das negociações político-climáticas internacionais. Por conta de atuação em 27 projetos de pesquisa/consultoria de fomento nacional e/ou internacional, possui experiência na área de Planejamento Energético e Ambiental. Macro temas dos projetos já desenvolvidos: Negociações Internacionais endereçadas à Mitigação e à Adaptação das Mudanças Climáticas, Geopolítica da Energia, Mercado Internacional de Créditos de Carbono, Matriz Energética, Energias Renováveis, Eficiência Energética, Gases de Efeito Estufa, Desenvolvimento Sustentável no Brasil e no Mundo, Universalização do Acesso à Energia Elétrica, Petróleo, Gás Natural, Transportes (no contexto de conexões com os temas energia e mudanças climáticas) e Engenharia Ambiental. Eventualmente, atua como Assessor Científico da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Integrante do Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas (FBMC) e do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC). Revisor do 5o Relatório de Avaliação do IPCC. Revisor parecerista dos periódicos "Climate and Development", "Regional Environmental Change" e "Journal of Environmental Management". Em abril de 2015, conquistou o Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade. Durante a COP 23, realizada em Bonn, na Alemanha, em 2017, ministrou palesta em evento oficial chancelado pelas Nações Unidas. Durante a COP 24, realizada em Katowice, na Polônia,em 2018, ministrou palestra focada no tema "Generation and consumption of energy in Brazil in the context of mitigation of climate change" no âmbito de evento oficial organizado pelo Governo do Brasil e sob a chancela da UNFCCC. Revisor do 6AR do IPCC, em especial do 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Em outubro de 2019, com apoio da CAPES e da USP, atuou como Professor Visitante Sênior no Center of Global Sustainability of the Maryland University (CGS/UMD), nos Estados Unidos da América. 

Homero Fonseca Filho, Universidade de São Paulo

Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - ESALQ da Universidade de São Paulo - USP (1984), especialização em Heveicultura ? Produção de Borracha Natural pela Universidade Federal Rural da Amazônia (1985), aperfeiçoamento em Produção Agrícola Sustentável pela University of Newcastle Upon Tyne, Inglaterra (1993), mestrado em Agronomia - Fitotecnia (Agroecologia), também pela ESALQ/USP (1993), doutorado em Geociências e Meio Ambiente pelo Instituto de Geociências e Ciências Exatas - IGCE da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP (1999), certificação em Educação Virtual pela Simon Fraser University, Canadá (2006), pós-doutorado e especialização em Infraestrutura de Dados Espaciais e sua implementação com ferramentas abertas pela Universidad Politécnica de Madrid (2010) e estágio de pesquisa de pós-doutorado no Depto de Engenharia Geomática da Universidad de Concepción no Chile (2018). Em 1984 iniciou a vida profissional. Trabalhou na Superintendência da Borracha do Ministério da Indústria e Comércio entre 1984 e 1987, na Universidade Federal de Lavras de 1987 a 2002, tendo prestado colaboração na Universidade Federal de São Carlos entre 1999 e 2001. Foi Professor Titular na Faculdade Municipal Professor Franco Montoro em 2002. Ingressou na Universidade de São Paulo (USP) em 2002, como Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Transportes (Área de Informações Espaciais) da Escola Politécnica (POLI), onde permaneceu até 2007. Atualmente é Professor Doutor e ex-Coordenador do Bacharelado em Gestão Ambiental, professor, pesquisador e orientador (mestrado e doutorado) no Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade da Escola de Artes, Ciências e Humanidades - EACH (USP/LESTE) e colaborador do Programa de Pós-Graduação em Ambiente, Saúde e Sustentabilidade da Faculdade de Saúde Pública da USP, bem como colaborador do Programa de Pós-graduação em Têxtil e Moda da EACH/USP. Realiza pesquisas e projetos nas áreas de Geoprocessamento, Sistemas de Informações Geográficas, Sensoriamento Remoto, Cartografia e Infraestrutura de Dados Espaciais aplicados à resolução de problemas ambientais, das Ciências Florestais e Agronômicas, Agricultura Sustentável e Agroecologia. Aplica essas Geotecnologias como ferramenta de apoio ao Desenvolvimento Sustentável e à Sustentabilidade. É membro do Grupo de Pesquisas em Resíduos, Energia, Saúde e Ambiente (RESA). É membro e líder do Grupo de Estudos e Pesquisas em Infraestrutura de Dados Espaciais (GEPIDE) e do Laboratório de Computação Geoespacial (LaCoGeo), todos da EACH/USP. É o coordenador da ?Red Internacional de Sostenibilidad Ambiental? e membro da ?Red IDEAIS - Asistentes Inteligentes para las Infraestruturas de Datos Espaciales?

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Published

2020-01-06

Issue

Vol. 11 No. 1 (2020): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Dez 2019, Jan 2020

Section

Engenharia Sanitária

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