Codigestão anaeróbia de biomassa de algas e vinhaça para produção de metano
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49308 |
Resumo: | As microalgas são um substrato promissor para recuperação de energia através da produção de metano via digestão anaeróbia. Entretanto, a resistência à hidrólise devido a composição da parede celular, e consequente baixa relação carbono nitrogênio (C/N) é considerada um dos principais fatores limitantes da sua biodegradabilidade. Neste sentido, para melhorar a relação C/N e a biodegradabilidade da biomassa algal (BA), utilizou-se a vinhaça de cana-de-açúcar (V) como um cosubstrato para a codigestão anaeróbia, visando um aumento do rendimento de metano (CH4). Dessa forma, foram realizados testes de potencial bioquímico de metano (PBM), delineados para averiguar se a mistura proporcionava melhores condições de estabilidade e rendimento. A codigestão dos substratos proporcionou um aumento de 120% no rendimento de CH4 e 12% no efeito sinérgico em relação ao obtido na digestão anaeróbia de biomassa algal. A partir dos testes PBM, o escalonamento do processo de codigestão foi testado em sistema de reator de dois estágios durante 270 dias, um reator acidogênico (RA) que possuiu TDH e COV (com base em DQO) de 4 dias e 5,26 kg·m-3. d-1 e um reator metanogênico (RM) com TDH e COV de 22 dias e 0,25 kg. m-3. d-1, respectivamente, sendo analisadas três fases distintas. Verificou-se que um sistema de reatores de dois estágios pode ser conduzido para valorização de resíduos orgânicos de difícil biodegradabilidade, como a biomassa de microalgas, sendo, portanto, um tipo de pré-tratamento para substratos como a BA, principalmente aliadas a outros tipos de pré-tratamentos, como o utilizado neste trabalho. |
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Neste sentido, para melhorar a relação C/N e a biodegradabilidade da biomassa algal (BA), utilizou-se a vinhaça de cana-de-açúcar (V) como um cosubstrato para a codigestão anaeróbia, visando um aumento do rendimento de metano (CH4). Dessa forma, foram realizados testes de potencial bioquímico de metano (PBM), delineados para averiguar se a mistura proporcionava melhores condições de estabilidade e rendimento. A codigestão dos substratos proporcionou um aumento de 120% no rendimento de CH4 e 12% no efeito sinérgico em relação ao obtido na digestão anaeróbia de biomassa algal. A partir dos testes PBM, o escalonamento do processo de codigestão foi testado em sistema de reator de dois estágios durante 270 dias, um reator acidogênico (RA) que possuiu TDH e COV (com base em DQO) de 4 dias e 5,26 kg·m-3. d-1 e um reator metanogênico (RM) com TDH e COV de 22 dias e 0,25 kg. m-3. d-1, respectivamente, sendo analisadas três fases distintas. Verificou-se que um sistema de reatores de dois estágios pode ser conduzido para valorização de resíduos orgânicos de difícil biodegradabilidade, como a biomassa de microalgas, sendo, portanto, um tipo de pré-tratamento para substratos como a BA, principalmente aliadas a outros tipos de pré-tratamentos, como o utilizado neste trabalho.FACEPEMicroalgae are a promising substrate for energy recovery through methane production via anaerobic digestion. However, the resistance to hydrolysis due to the composition of the cell wall, and consequently the low carbon ratio (C/N) is considered one of the main limiting factors of its biodegradability. In this sense, to improve the C/N ratio and the biodegradability of algal biomass (BA), sugarcane vinasse (V) as a cosubstrate for anaerobic codigestion, aiming at an increase in methane (CH4) yield. Thus, tests of the biochemical methane potential (BMP) were carried out, designed to verify whether the mixture provided better stability and yield conditions. The co-digestion of the substrates provided a 120% increase in the CH4 yield and a 12% increase in the synergistic effect in relation to that obtained in the anaerobic digestion of algal biomass. From the PBM tests, the scaling of the co-digestion process was tested in the two-reactor system, during 270 days, an acidogenic reactor (RA) that had HRT and OLR of 4 days and 5.26 kg. m-3. d-1, and a methanogenic reactor (RM) with HRT and OLR of 22 days and 0.25 kg. m-3. d-1, respectively, three distinct phases were analyzed. It was verified that a two-stage reactor system can be conducted for the valorization of organic residues that are difficult to biodegrade, such as microalgae biomass, being, therefore, a type of pre-treatment for substrates such as BA, mainly combined with other types of pre-treatments, as used in this work.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia civilHidróliseReatores em dois estágiosPré- tratamentoAGVCodigestão anaeróbia de biomassa de algas e vinhaça para produção de metanoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdf.txtDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdf.txtExtracted texttext/plain166250https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49308/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Agnes%20Adam%20Duarte%20Pinheiro.pdf.txt4f7fb3512e7c397bf6e0781f5ebe691fMD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1202https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49308/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Agnes%20Adam%20Duarte%20Pinheiro.pdf.jpg3ae35bade9f82edc2d8ba7ca0922ceddMD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdfDISSERTAÇÃO Agnes Adam Duarte Pinheiro.pdfapplication/pdf1522767https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49308/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20%20Agnes%20Adam%20Duarte%20Pinheiro.pdf6b4a5ef1b4a9fb8320eacf930f40dba8MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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