Avaliação da produção de biogás através da co-digestão anaeróbia de resíduos de hortifrutigranjeiros e resíduos de lodo ativado
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Miranda, Luis Alcides Schiavo | |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/1383059721484641 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Krämer, Luís Eduardo | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/0788001305765701 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2019-10-24T14:38:40Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2019-10-24T14:38:40Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2019-07-02 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | Anaerobic digestion (AD) is an alternative for the treatment of organic waste, where organic matter is converted through a series of biochemical reactions in biogas, with methane as the main component. The possibility of increasing the conversion of organic matter to biogas by co-digestion of different residues, parallel to the improvement in the process stability, is a primary issue mentioned in this study. Fruit and vegetable wastes (FVW) present high biogas production potential. However, due to their characteristics, they tend to acidify the AD process. Waste activated sludge (WAS) presents a low biogas production rate, due to the difficulty of the anaerobic microorganisms to access the intracellular organic content that makes up the ASR. This study sought to establish the best relationship between WAS and FVW, which promotes higher biogas production, together with operational stability. The useful volume of the biodigester used was 40L, the reactor temperature was kept fixed at 35ºC, as well as the rotation of the mixing system at 29 rpm. Was opted for the batch operation regime. Five different batches were performed. The ratio between substrate/inoculum (S/I) of 1/3, in terms of mass of volatile solids (VS), was defined as a fixed parameter in all batch. The batch number 1 operated only with WAS and the batch 5 only with FVW. Batch 2, 3 and 4 operated with WAS/FVW ratios, respectively of 3/1, 1/1 and 1/3. The WAS/FVW ratios were defined based on the mass of VS characteristic of each residue. The process monitoring was carried out through a series of solids, total alkalinity, volatile fatty acids, pH, methane volume and biogas characterization. For the characterization of the substrates, inoculum and digestate, total and ammoniacal nitrogen and phosphorus tests were added. Batch 4 and 5 presented acidification of the process, characterized by the pH drop of 5.66 and 5.43, and by the VFA concentration, from 4116.87 mgHAc/L and 6501.54 mgHAc/L, respectively, for reactors 4 and 5. The methane yield for both residues used when co-digested was higher than the yield obtained individually for each residue, yielding 306.58 NLCH4/kgVS and 146.83 NLCH4/kgVS, for WAS and FVW , respectively. The batch 3 presented the highest methane yield in relation to the others, with a production of 643.56 NLCH4/kgVS and methane content of 79.50%. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | A digestão anaeróbia (DA) apresenta-se como uma alternativa para o tratamento de resíduos orgânicos, onde a matéria orgânica é convertida através de uma série de reações bioquímicas em biogás, tendo o metano como principal componente. A possibilidade de aumento da conversão de matéria orgânica em biogás através da co-digestão é uma questão primordial referida neste estudo. Resíduos de hortifrutigranjeiros (RHF) apresentam elevado potencial de produção de biogás. No entanto, devido às suas características, denotam tendência à acidificação do processo de DA. O resíduo de lodo ativado (RLA) apresenta taxa de produção de biogás baixa, em função da dificuldade de os microrganismos anaeróbios acessarem o conteúdo orgânico intracelular que compõe o RLA. Este estudo buscou estabelecer a melhor relação entre RLA e RHF, que promova a maior produção de biogás somada à estabilidade operacional. O volume útil do biodigestor utilizado foi de 40L, a temperatura foi mantida fixa em 35±5°C, bem como a rotação mecânica de 29 rpm. Optou-se pelo regime de operação em bateladas. Foram realizadas cinco bateladas distintas. Definiu-se como parâmetro fixo em todas as bateladas a relação entre substrato/inóculo (S/I) de 1/3 em termos de massa de sólidos totais voláteis (STV). A batelada 1 operou apenas com RLA e a batelada 5 apenas com RHF. As bateladas 2, 3 e 4 operaram com relações de RLA/RHF (massa de STV), respectivamente de 3/1, 1/1 e 1/3. O monitoramento do processo foi realizado através de série de sólidos, alcalinidade total, ácidos graxos voláteis, pH, volume de metano e caracterização do biogás. Para a caracterização dos substratos, inóculo e digestato, somaram-se os ensaios de nitrogênio amoniacal e total, e fósforo. As bateladas 4 e 5 apresentaram acidificação do processo, caracterizado pela queda de pH, de 5,66 e 5,43, e pela concentração de AGV, de 4116,87 mgHAc/l e 6501,54 mgHAc/L, respectivamente. O rendimento para as bateladas que operaram apenas com RLA e RHF foi de 306,58 NLCH4/kgSTV e de 146,83 NLCH4/kgSTV, respectivamente. A Batelada 3 apresentou o melhor rendimento de metano, com 643,56 NLCH4/kgSTV e teor de metano no biogás de 79,50%. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/8914 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Biogás | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Digestão anaeróbia | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Resíduo de lodo ativado | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Resíduos de hortifrutigranjeiro | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Biogas | en |
| Assunto (dc.subject) | Anaerobic digestion | en |
| Assunto (dc.subject) | Waste activated sludge | en |
| Assunto (dc.subject) | Fruit and vegetable wastes | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil | pt_BR |
| Título (dc.title) | Avaliação da produção de biogás através da co-digestão anaeróbia de resíduos de hortifrutigranjeiros e resíduos de lodo ativado | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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