Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2352 |
Resumo: | A digestão anaeróbia representa um método de tratamento estratégico na alta geração de dejetos pela suinocultura, gerando o biogás, um tipo de combustível renovável e um substrato orgânico. Todavia, a alta variabilidade de metano, além do preço de custo e operação tornam ínfima e lenta a sua disseminação no Brasil. Nessa linha, a inovação do presente estudo consiste na utilização do rejeito de minério de ferro para otimização desse processo na suinocultura. Para o estudo, foram realizados análises mineralógicas e toxicológicas do rejeito de mineração da Barragem de Conceição II (Empresa Vale do Rio Doce), seguidas da digestão anaeróbia do excremento em reatores sequenciais em batelada (SBRs) com dosagens rejeito/substrato de 1,56 kg/m3, 3,12 kg/m3 e 4,69 kg/m3 para, em seguida, avaliar-se o uso do aditivo no processo por análise de redução de constituintes orgânicos, elementos-traço, produção e composição do biogás gerado. Na última parte do estudo, foi analisada a toxicidade do substrato com a espécie E. Crypticus, seguida da análise econômica de todo o processo por uma metodologia de incertezas. Os resultados indicaram a presença dos elementos Fe, K, Si, Al, Mg, Ca, Na e P no aditivo, sendo obtidas a produção de 8,41.10-2 m3 CH4/kg substrato e reduções de carga orgânica de 77% e 81,4% para a máxima dosagem aplicada. O custo nivelado de eletricidade variou de 350 - 450 R$/MWh para cenários com 50 mil e 200 mil cabeças, sendo valores não competitivos em relação à outras fontes de energia renováveis no País. A aplicação do substrato no solo foi altamente tóxica para os organismos em todos os tratamentos. Nesse sentido, apesar do uso desse resíduo nessa tecnologia ser promissor, devem ser realizados novos estudos para diminuição dos elementos-traço no fertilizante gerado. |
id |
UFEI_ece860be9c959b245f9e5e15d2a28483 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/2352 |
network_acronym_str |
UFEI |
network_name_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
repository_id_str |
7044 |
spelling |
2020-09-172021-03-232021-03-23T23:35:28Z2021-03-23T23:35:28Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2352A digestão anaeróbia representa um método de tratamento estratégico na alta geração de dejetos pela suinocultura, gerando o biogás, um tipo de combustível renovável e um substrato orgânico. Todavia, a alta variabilidade de metano, além do preço de custo e operação tornam ínfima e lenta a sua disseminação no Brasil. Nessa linha, a inovação do presente estudo consiste na utilização do rejeito de minério de ferro para otimização desse processo na suinocultura. Para o estudo, foram realizados análises mineralógicas e toxicológicas do rejeito de mineração da Barragem de Conceição II (Empresa Vale do Rio Doce), seguidas da digestão anaeróbia do excremento em reatores sequenciais em batelada (SBRs) com dosagens rejeito/substrato de 1,56 kg/m3, 3,12 kg/m3 e 4,69 kg/m3 para, em seguida, avaliar-se o uso do aditivo no processo por análise de redução de constituintes orgânicos, elementos-traço, produção e composição do biogás gerado. Na última parte do estudo, foi analisada a toxicidade do substrato com a espécie E. Crypticus, seguida da análise econômica de todo o processo por uma metodologia de incertezas. Os resultados indicaram a presença dos elementos Fe, K, Si, Al, Mg, Ca, Na e P no aditivo, sendo obtidas a produção de 8,41.10-2 m3 CH4/kg substrato e reduções de carga orgânica de 77% e 81,4% para a máxima dosagem aplicada. O custo nivelado de eletricidade variou de 350 - 450 R$/MWh para cenários com 50 mil e 200 mil cabeças, sendo valores não competitivos em relação à outras fontes de energia renováveis no País. A aplicação do substrato no solo foi altamente tóxica para os organismos em todos os tratamentos. Nesse sentido, apesar do uso desse resíduo nessa tecnologia ser promissor, devem ser realizados novos estudos para diminuição dos elementos-traço no fertilizante gerado.Anaerobic digestion represents a strategic treatment method to high generation of manure by swine, generating biogas, a type of renewable fuel and an organic substrate. However, the high variability of methane and cost of operation make its dissemination in Brazil minimal and slow. In this line, the innovation of the present study consists in the use of iron ore tailings to optimize this process in pig farming. For the study, mineralogical and toxicological analyzes were carried out of the mining waste from the Conceição II (Vale do Rio Doce Company), followed by the anaerobic digestion of the excrement in sequential batch reactors (SBRs) with tailings / substrate dosages of 1.56 kg / m3, 3.12 kg / m3 and 4.69 kg / m3 to then assess the use of the additive in the process by analyzing the reduction of organic constituents, trace elements, production and composition of the biogas generated. In the last part of the study, the toxicity of the substrate with the species E. Crypticus was analyzed, followed by the economic analysis of the entire process using uncertainty methodology. The results indicated the presence of the elements Fe, K, Si, Al, Mg, Ca, Na and P in the additive, obtaining the production of 8.41.10-2 m3 CH4 / kg substrate and reductions in organic load of 77% and 81, 4% for the maximum applied dosage. The level cost of electricity ranged from 350 - 450 R$ / MWh for scenarios with 50 thousand and 200 thousand heads, which values are not competitive in relation to other renewable energy sources in the country. The application of the substrate in the soil was highly toxic for organisms in all treatments. In this sense, although the promising use of this residue in this technology, further studies must be carried out to decrease the trace elements in the fertilizer generatedAgência 1porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos HídricosUNIFEIBrasilIRN - Instituto de Recursos NaturaisCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOSBiogásExcrementos de suínosRejeito de mineraçãoElementos-traçoAnálises toxicológicasAvaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinoculturainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBARROS, Regina Mambelihttp://lattes.cnpq.br/9289407545513503SANTOS, Ivan Felipe Silva doshttp://lattes.cnpq.br/1175675008975515http://lattes.cnpq.br/905933861801659SILVA, Hellen Luisa de Castro eSILVA, Hellen Luisa de Castro e. Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura. 2020. 130 f. Dissertação (Mestrado em Meio Ambiente e Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2020.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2352/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2021073.pdfDissertação_2021073.pdfapplication/pdf3098303https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2352/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2021073.pdf73b68b152f9455759430b0f6040abe62MD51123456789/23522021-03-23 20:35:32.062oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442021-03-23T23:35:32Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
title |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
spellingShingle |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura SILVA, Hellen Luisa de Castro e CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS Biogás Excrementos de suínos Rejeito de mineração Elementos-traço Análises toxicológicas |
title_short |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
title_full |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
title_fullStr |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
title_full_unstemmed |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
title_sort |
Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura |
author |
SILVA, Hellen Luisa de Castro e |
author_facet |
SILVA, Hellen Luisa de Castro e |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
BARROS, Regina Mambeli |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9289407545513503 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
SANTOS, Ivan Felipe Silva dos |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1175675008975515 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/905933861801659 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
SILVA, Hellen Luisa de Castro e |
contributor_str_mv |
BARROS, Regina Mambeli SANTOS, Ivan Felipe Silva dos |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS Biogás Excrementos de suínos Rejeito de mineração Elementos-traço Análises toxicológicas |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Biogás Excrementos de suínos Rejeito de mineração Elementos-traço Análises toxicológicas |
description |
A digestão anaeróbia representa um método de tratamento estratégico na alta geração de dejetos pela suinocultura, gerando o biogás, um tipo de combustível renovável e um substrato orgânico. Todavia, a alta variabilidade de metano, além do preço de custo e operação tornam ínfima e lenta a sua disseminação no Brasil. Nessa linha, a inovação do presente estudo consiste na utilização do rejeito de minério de ferro para otimização desse processo na suinocultura. Para o estudo, foram realizados análises mineralógicas e toxicológicas do rejeito de mineração da Barragem de Conceição II (Empresa Vale do Rio Doce), seguidas da digestão anaeróbia do excremento em reatores sequenciais em batelada (SBRs) com dosagens rejeito/substrato de 1,56 kg/m3, 3,12 kg/m3 e 4,69 kg/m3 para, em seguida, avaliar-se o uso do aditivo no processo por análise de redução de constituintes orgânicos, elementos-traço, produção e composição do biogás gerado. Na última parte do estudo, foi analisada a toxicidade do substrato com a espécie E. Crypticus, seguida da análise econômica de todo o processo por uma metodologia de incertezas. Os resultados indicaram a presença dos elementos Fe, K, Si, Al, Mg, Ca, Na e P no aditivo, sendo obtidas a produção de 8,41.10-2 m3 CH4/kg substrato e reduções de carga orgânica de 77% e 81,4% para a máxima dosagem aplicada. O custo nivelado de eletricidade variou de 350 - 450 R$/MWh para cenários com 50 mil e 200 mil cabeças, sendo valores não competitivos em relação à outras fontes de energia renováveis no País. A aplicação do substrato no solo foi altamente tóxica para os organismos em todos os tratamentos. Nesse sentido, apesar do uso desse resíduo nessa tecnologia ser promissor, devem ser realizados novos estudos para diminuição dos elementos-traço no fertilizante gerado. |
publishDate |
2020 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2020-09-17 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-03-23 2021-03-23T23:35:28Z |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-03-23T23:35:28Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2352 |
url |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2352 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.references.pt_BR.fl_str_mv |
SILVA, Hellen Luisa de Castro e. Avaliação técnica e econômica do efeito da adição de minério de ferro de rejeito de mineração na produção de biogás de excrementos da suinocultura. 2020. 130 f. Dissertação (Mestrado em Meio Ambiente e Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2020. |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Itajubá |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UNIFEI |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
IRN - Instituto de Recursos Naturais |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Itajubá |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) instacron:UNIFEI |
instname_str |
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
instacron_str |
UNIFEI |
institution |
UNIFEI |
reponame_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
collection |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2352/2/license.txt https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2352/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2021073.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 73b68b152f9455759430b0f6040abe62 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br |
_version_ |
1801863207017512960 |