Caracterização quali-quantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente, em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição online
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Data de Publicação: | 2021 |
Outros Autores: | , , , |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online) |
Texto Completo: | https://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/1059 |
Resumo: | O trabalho teve como objetivo a caracterização qualiquantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB), em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição online. O trabalho foi conduzido em uma estação de tratamento de esgotos (ETE) instalada no Sul do Brasil. A ETE possui dispositivos de medição online para avaliar algumas variáveis físicoquímicas do esgoto e do biogás. Os equipamentos utilizados foram o analisador Demanda Química de Oxigênio (DQO) [sonda ultravioleta visível (UV–Vis)], medidor ultrassônico, medidor de biogás e analisador de composição de biogás. O monitoramento ocorreu por dois períodos de 72 horas cada e um período de 48 horas, no ano de 2018. Os dados foram analisados com estatística descritiva, a independência dos dados foi averiguada por meio do teste de correlação Box-Ljung, a normalidade foi verificada pelos testes Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors, Anderson-Darling, D’Agostino K2 e Chen-Shapiro, e foi usado o método de Spearman para avaliar as correlações entre os parâmetros. A vazão média de esgoto foi 345 ± 120 Ls-1. A carga orgânica removida foi, em média, 48%. Os valores de qualidade do biogás foram, para o metano (CH4), 82,32% ± 3,62% v/v (percentagem volume-volume), para o dióxido de carbono (CO2) 2,66% ± 1,19% v/v e para o sulfeto de hidrogênio (H2S) 3453 ± 1268 ppm. A produção de biogás per capita obtida foi 4,51 ± 1,65 NL.hab-1.d-1. Foi estimada uma produção de energia eléctrica de 3.118,6 kWh/d, o que é equivalente a uma potência instalada de 130 KW. O comportamento da carga orgânica removida e da vazão de biogás (Nm3.h−1) produzida na estação de tratamento, apresentaram um comportamento temporal variável, periódico e não estacionário. |
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Caracterização quali-quantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente, em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição onlineQuali-quantitative characterization of biogas with the temporal behavior of organic load on wastewater treatment plant with upflow anaerobic sludge blanket reactors through measurement in full‑scale systemsbiogas composition; biogas flow; chemical oxygen demand probe; sewage; ultrasonic flowmeter.composição biogás; esgoto; medidor ultrassônico; sonda demanda química de oxigênio; medidor ultrassônico; vazão biogás.O trabalho teve como objetivo a caracterização qualiquantitativa do biogás e suas relações com o comportamento temporal da carga orgânica em reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB), em escala plena, no tratamento do esgoto sanitário, empregando equipamentos de medição online. O trabalho foi conduzido em uma estação de tratamento de esgotos (ETE) instalada no Sul do Brasil. A ETE possui dispositivos de medição online para avaliar algumas variáveis físicoquímicas do esgoto e do biogás. Os equipamentos utilizados foram o analisador Demanda Química de Oxigênio (DQO) [sonda ultravioleta visível (UV–Vis)], medidor ultrassônico, medidor de biogás e analisador de composição de biogás. O monitoramento ocorreu por dois períodos de 72 horas cada e um período de 48 horas, no ano de 2018. Os dados foram analisados com estatística descritiva, a independência dos dados foi averiguada por meio do teste de correlação Box-Ljung, a normalidade foi verificada pelos testes Shapiro-Wilk, Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors, Anderson-Darling, D’Agostino K2 e Chen-Shapiro, e foi usado o método de Spearman para avaliar as correlações entre os parâmetros. A vazão média de esgoto foi 345 ± 120 Ls-1. A carga orgânica removida foi, em média, 48%. Os valores de qualidade do biogás foram, para o metano (CH4), 82,32% ± 3,62% v/v (percentagem volume-volume), para o dióxido de carbono (CO2) 2,66% ± 1,19% v/v e para o sulfeto de hidrogênio (H2S) 3453 ± 1268 ppm. A produção de biogás per capita obtida foi 4,51 ± 1,65 NL.hab-1.d-1. Foi estimada uma produção de energia eléctrica de 3.118,6 kWh/d, o que é equivalente a uma potência instalada de 130 KW. O comportamento da carga orgânica removida e da vazão de biogás (Nm3.h−1) produzida na estação de tratamento, apresentaram um comportamento temporal variável, periódico e não estacionário.This study aims to present the time behavior of wastewater flow parameters, organic matter, biogas flow, biogas composition, and its relations, measured through online sensors, in a municipal wastewater treatment plant (WWTP) operating full-scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, installed in the south of Brazil. WWTP has online measurement devices to evaluate some physicochemical variables of the sewage and the biogas. The COD analyzer (UV– Vis probe), ultrasonic flow meter, biogas flow meter, and biogas composition analyzer were the equipment used. The monitoring occurred for two time periods each of 72 h and one time period for 48 h in the year 2018. Data were checked with descriptive statistics, data independence was checked through the autocorrelation Box– Ljung test, normality behavior was checked with several tests (Shapiro– Wilk, Kolmogorov–Smirnov, Lilliefors, Anderson–Darling, D’Agostino K2, and Chen–Shapiro), and Spearman’s correlation coefficient was used to evaluate the correlations among the parameters. The mean sewage flow was 345 ± 120 L.s-1; removed organic load was, in average, 48%; biogas quality values were 82.32% ± 3.62% v/v (CH4), 2.66% ± 1.19% v/v (CO2), and 3453 ± 1268 ppm (H2S); and the production per capita obtained was 4.51 ± 1.65 NL.hab-1.d-1. It was estimated an electric power generation of 3118.6 kWh.d-1, which is equivalent to an installed power of 130 KW. The behavior of removed organic load and biogas flow (Nm3.h-1), produced in the treatment plant, showed variable, periodic, and nonstationary time behavior. Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)2021-11-18info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/xmlhttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/105910.5327/Z217694781059Revista Brasileira de Ciências Ambientais (RBCIAMB); v. 56 n. 4 (2021): RBCIAMB - ISSN 2176-9478 - Dezembro; 621-629Revista Brasileira de Ciências Ambientais (RBCIAMB); Vol. 56 No. 4 (2021): RBCIAMB - ISSN 2176-9478 - December; 621-6292176-94781808-4524reponame:Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online)instname:Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)instacron:ABESenghttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/1059/694https://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/1059/710Copyright (c) 2021 Brazilian Journal of Environmental Sciences (Online)http://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessDuarte Hernandez, Orlando AntonioPaula, Ana CarolinePossetti, Gustavo Rafael CollereCantão, Mauricio PereiraAisse, Miguel Mansur2023-11-09T17:39:38Zoai:ojs.www.rbciamb.com.br:article/1059Revistahttp://www.rbciamb.com.br/index.php/Publicacoes_RBCIAMBhttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/oairbciamb@abes-dn.org.br||2176-94781804-4524opendoar:2023-11-09T17:39:38Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online) - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)false |
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