Digestão anaeróbia de resíduos alimentares e vegetais em escala de bancada e piloto para produção de metano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Navarro, Betina Ludwig
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UEL
Texto Completo: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/8436
Resumo: Resumo: Os resíduos sólidos orgânicos (RSO) representam grande parcela dos resíduos gerados na sociedade O alto teor de matéria orgânica biodegradável disponível no RSO, gera principalmente o lixiviado e gases do efeito estufa a partir de sua decomposição natural A digestão anaeróbia (DA) é uma das formas de correto gerenciamento e tratamento do RSO Além de realizar a estabilização do material orgânico, pode-se aproveitar energeticamente o gás metano gerado na DA Neste âmbito, o objetivo deste trabalho foi estudar a DA dos resíduos alimentares (RA) com resíduos de poda vegetal (RPV) provenientes do corte de grama (GR) e árvores: folhas e galhos (RP) O RPV, GR e RP foram substituídos em 5% do STV do RU nos experimentos em escala de bancada BMP (Biochemical Potential Methane), frascos de 31mL No experimento 1, da etapa A, foram utilizados os substratos GR, RP e RPV e variou-se a relação inóculo: substrato (I:S) em 1:1 e 1:2 No experimento 2 da etapa A, foi estabelecido a condição RA+RPV variando a condição de armazenamento do RA entre refrigerado e congelado, e a relação I:S em 1:1 e 1:2 Na etapa B, deu-se a partida de um reator piloto de 6 litros em modo batelada, denominado fase I A fase II foi de adaptação da mistura e a fase III de monitoramento do reator O reator de mistura completa era agitado constantemente a 4 rpm, com temperatura mesofílica de 36 ºC, alimentação semi-contínua, tempo de detenção hidráulica de 3 dias e aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV) Na etapa A, o experimento 1 de BMP atingiu a maior produção de metano no tratamento de RA+GR (1:1) com 271,33 NmL g-1STVadicionado No experimento 2, o tratamento RArefrigerado+RPV (1:1) teve maior produção de metano (147,26 NmL gSTV-1 adicionado) Na etapa B, o reator piloto ficou estável até o 13°dia de operação acumulando 2888 litros de biogás, com média de 6% de metano ou 1185 litros de CH4 A produção de biogás e metano aumentou quando a COV foi elevada de ,5 para ,75 kgSTV m-³d-1, correspondendo ao acréscimo de 2% de biogás e 15% de metano Contudo, com aumento da COV para 1, kgSTV m-³d-1 o reator desestabilizou, ocorrendo a acidificação, perda da capacidade tamponante e queda na produção de biogás e metano O RPV não teve boa degradação e pode ter sido utilizado na DA como material suporte para os microrganismos
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Universidade Estadual de Londrina, Centro de Tecnologia e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia CivilAbstract: Organic solid waste (OSW) represents a large part of the waste that is generated in society The high content of biodegradable organic matter available in OSW mainly generates leachate and greenhouse gases from its natural decomposition Anaerobic digestion (AD) is one process of correct management and treatment of OSW In addition to stabilizing the organic material, the methane gas generated in the AD can be energetically usable In this context, the objective of this work was to study the AD of food waste (FW) with gardening waste (GW) resulted of grass cuttings (GC) and trees (TW) The GW, GC and TW were replaced in 5% of the VS from FW in the BMP (Biochemical Potential Methane) bench scale experiments, the bottles had 31mL In experiment 1 (step A), the substrates GC, TW and GW were used and the ratio of inoculum to substrate (I:S) was 1:1 and 1:2 In experiment 2 (step A), the condition FW+GW was established and it was varied the I:S ratio (1:1 and 1:2) and the storage of FW between refrigerated or frozen In step B, a 6 liter pilot reactor in batch mode was started, called phase I Phase II was to adapt the mixture and phase III to monitor the reactor The complete mixture reactor was constantly agitated at 4 rpm, with mesophilic temperature (36 ºC), semi-continuous feeding, hydraulic retention time of 3 days and gradual increase of the volumetric organic load (OLR) In experiment 1, the treatment of FW+GC (1:1) reached the highest methane production (27133 NmL g-1VSadd) In experiment 2, the condition FWrefrigerated+GW (1:1) reached higher methane production (14726 NmL g-1VSadd) In step B, the pilot reactor was stable until the 13th day of operation, accumulating 2,888 liters of biogas, with an average of 6% methane (1,185 liters of CH4) The production of biogas and methane rised when OLR increased from 5 to 75 kgVS m-³d-1, corresponding to an increase of 2% of biogas and 15% of methane However, when the reactor was fed with 1 kgVS m-³d-1 of OLR it destabilized, causing acidification, loss of buffering capacity and a drop in the production of biogas and methane The GW didn’t have a good degradation and may have been used in AD as a support material for microorganismsFernandes, Fernando [Orientador]Lopes, Deize DiasCosta, Mônica Sarolli Silva de MendonçaNavarro, Betina Ludwig2024-05-01T11:33:38Z2024-05-01T11:33:38Z2020.0007.02.2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/8436porMestradoEngenharia CivilCentro de Tecnologia e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:20:25Zoai:repositorio.uel.br:123456789/8436Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:20:25Repositório Institucional da UEL - 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