Integração dos processos de digestão anaeróbica e pirólise para tratamento de resíduos sólidos urbanos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/23437 |
Resumo: | Há um debate mundial efervescente nas últimas décadas a respeito da necessidade da substituição das fontes de energia já consolidadas, como a matriz fóssil, por renováveis. Essa mentalidade de transição energética não é vanguardista, visto que há séculos esse tipo de transformação é experimentada globalmente, sendo ela engatilhada por dois motivos principais: demanda e desenvolvimento tecnológico. Paralelamente, os resíduos sólidos urbanos ainda vêm sendo um ponto de dor para diversas regiões, devido a sua produção exponencial nos séculos XX e XXI, não acompanhada de uma estrutura adequada de gestão. Como resultado, é comum o descarte inadequado desses materiais, trazendo, consequentemente, impactos à saúde e ao meio ambiente, principalmente em países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, como acontece no cenário brasileiro. Este estudo propôs a análise de viabilidade de dois possíveis métodos de reciclagem, a digestão anaeróbica e a pirólise, visando a decomposição da matéria orgânica e de plásticos, respectivamente, produzidos em um shopping center, os convertendo em energia térmica ou elétrica. Foi utilizada uma metodologia exploratória para compreender individualmente os processos do ponto de vista biológico, químico e matemático e, além disso, embasar um projeto de integração energética entre eles. Dessa forma, foi proposto um modelo que integra a estrutura do biodigestor com a do reator de pirólise, buscando expor suas vantagens e desvantagens em relação aos métodos utilizados separadamente. Tanto os projetos individuais quanto a planta conjunta se mostraram viáveis, tendo ainda a segunda uma autossutentabilidade energética, de forma a se provar um atrativo para a indústria em termos operacionais e financeiros. Este estudo é uma alternativa para amenizar o problema mencionado anteriormente, pois se aproveita da vasta disponibilidade de resíduos como potenciais fontes de geração de energia, direcionando-os para obtenção de biocombustíveis, proporcionando não só soluções renováveis como uma rota de tratamento para os mesmos. |
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Integração dos processos de digestão anaeróbica e pirólise para tratamento de resíduos sólidos urbanosResíduos sólidos urbanosEnergiaMatéria orgânicaDigestão anaeróbicaPlásticoPiróliseResíduo sólidoDigestão anaeróbiaPiróliseMunicipal solid wasteEnergyOrganic matterAnaerobic digestionPlasticPyrolysisHá um debate mundial efervescente nas últimas décadas a respeito da necessidade da substituição das fontes de energia já consolidadas, como a matriz fóssil, por renováveis. Essa mentalidade de transição energética não é vanguardista, visto que há séculos esse tipo de transformação é experimentada globalmente, sendo ela engatilhada por dois motivos principais: demanda e desenvolvimento tecnológico. Paralelamente, os resíduos sólidos urbanos ainda vêm sendo um ponto de dor para diversas regiões, devido a sua produção exponencial nos séculos XX e XXI, não acompanhada de uma estrutura adequada de gestão. Como resultado, é comum o descarte inadequado desses materiais, trazendo, consequentemente, impactos à saúde e ao meio ambiente, principalmente em países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, como acontece no cenário brasileiro. Este estudo propôs a análise de viabilidade de dois possíveis métodos de reciclagem, a digestão anaeróbica e a pirólise, visando a decomposição da matéria orgânica e de plásticos, respectivamente, produzidos em um shopping center, os convertendo em energia térmica ou elétrica. Foi utilizada uma metodologia exploratória para compreender individualmente os processos do ponto de vista biológico, químico e matemático e, além disso, embasar um projeto de integração energética entre eles. Dessa forma, foi proposto um modelo que integra a estrutura do biodigestor com a do reator de pirólise, buscando expor suas vantagens e desvantagens em relação aos métodos utilizados separadamente. Tanto os projetos individuais quanto a planta conjunta se mostraram viáveis, tendo ainda a segunda uma autossutentabilidade energética, de forma a se provar um atrativo para a indústria em termos operacionais e financeiros. Este estudo é uma alternativa para amenizar o problema mencionado anteriormente, pois se aproveita da vasta disponibilidade de resíduos como potenciais fontes de geração de energia, direcionando-os para obtenção de biocombustíveis, proporcionando não só soluções renováveis como uma rota de tratamento para os mesmos.There has been a rising worldwide debate in recent decades about the need to replace the already consolidated energy sources, mainly fossil, with renewables. This mindset of energy transition is not groundbreaking, since for centuries this type of change has been experienced globally, being triggered for two main reasons: demand and technological development. At the same time, municipal solid waste has still been a pain point for several regions, due to its exponential production in the 20th and 21st centuries, not followed by a proper treatment structure. As a result, it is common the inadequate disposal these materials, bringing impacts to people’s health and the environment, especially in underdeveloped or developing countries, such as Brazil. This study analyzed the feasibility of two possible recycling methods, anaerobic digestion and pyrolysis, through the decomposition of organic matter and plastics, respectively, produced in a shopping center, converting them into thermal or electrical energy. An exploratory methodology was carried out aiming to understand the processes individually from the biological, chemical and mathematical point of view. In addition, this data was used to support an energy integration project between the plants. Finally, a model was proposed that integrates the structure of the biodigester with the pyrolysis reactor, seeking to understand its advantages and disadvantages in relation to the separated methods. Both individual projects and the joint plant were proved feasible, with the second being energetic self-sufficient, which is operationally and financially attractive to the industry. This study is an alternative to mitigate the problem mentioned above, since it takes advantage of the wide availability of solid waste as a potential source of energy, by using them to obtain biofuels, providing not only renewable solutions but also a treatment route for these residues.Soares, André von HeldCoutinho, Ana Carla da Silveira Lomba Sant´AnaMonteiro, Luciane Pimentel CostaMonteiro, Alessandra da Rocha DuailibeFournier, Bárbara RochaMonteiro, Nathália Pires2021-09-30T12:44:58Z2021-09-30T12:44:58Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfFOURNIER, Bárbara Rocha; MONTEIRO, Nathália Pires. Integração dos processos de digestão anaeróbica e pirólise para tratamento de resíduos sólidos urbanos. 2021. 117f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal Fluminense, Escola de Engenharia, Niterói, 2021https://app.uff.br/riuff/handle/1/23437http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2021-10-14T22:02:57Zoai:app.uff.br:1/23437Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:47:58.128434Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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