Biogás a partir de macrófitas : uma valorização energética de resíduos de wetlands construídos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moretti, Érika Rabello, 1987-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5744
Resumo: Orientadores: Ariovaldo José da Silva, Denis Miguel Roston
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Aqui, propôs-se a operação mais simplificada possível para sua viabilização prática. Assim, avaliou-se a produção de biogás por digestão das macrófitas aguapé, taboa e minipapiro a partir de ensaios de Potencial Bioquímico de Metano. Além de rendimento de biogás, estudou-se a cinética e a composição do biogás em experimentos individuais para cada substrato, em batelada, escala de bancada e mesofilia (37°C). O potencial energético foi avaliado com base no poder calorífico inferior do metano. A digestão anaeróbia resultou em: máximo rendimento de biogás de 207, 117 e 199 mLbiogás/gVSsubstrato em massa seca; rendimento máximo de metano e 94, 27 e 25 mLCH4/gVSsubstrato para a Taboa, Aguapé e Mini Papiro, respectivamente. A recuperação energética máxima foi de 19.569,65, 5.617,88 e 6.068,45 kJ/t de Taboa, Aguapé e Mini Papiro, respectivamente. O estudo cinético revelou as seguintes constantes hidrolíticas: 0,109 a 0,186, 0,35 a 0,55 e 0,07 a 0,165 dias-1 para Taboa, Aguapé e Mini Papiro, respectivamente, sendo o Aguapé a macrófita de mais rápida degradação. A aplicação de modelos cinéticos demonstrou que aqueles que consideram o tempo de fase lag são mais indicados para este tipo de substrato. A maior velocidade de digestão do Aguapé, em detrimento da Taboa, faz com que no mesmo espaço de tempo seja gerado maior montante de metano, refletindo em 2.901,88 kJ/t a mais de energia recuperada, resultado que aponta a E. crassipes como importante para a valorização das Wetlands Construídos. Os resultados obtidos neste trabalho podem ser aplicados como base para futuras pesquisas e desenvolvimento de sistemas de wetlands construídos mais sustentáveis através da digestão anaeróbia de macrófitas similares às aqui avaliadasAbstract: Wastewater treatment can participate in the circular economy model by considering their residue as by-products. In this context, and as background the appreciation and stimulus to Constructed Wetlands application to sewage treatment, this study intended to demonstrate the possibility of energy gains by using macrophytes residues as feedstock to biogas generation via anaerobic digestion. Here, we propose an operation as simple as possible to allow practical feasibility. We evaluate the biogas production from cattail, water hyacinth, and papyrus sedge through Biochemical Methane Potential assessment. Besides biogas yield, we studied the kinetics and the biogas composition in experiments with each substrate, in batch, lab-scale, and mesophilic (37°C). The energy potential was assessed by using the methane lower calorific value. The anaerobic digestion resulted in: biogas maximum yield 207, 117, and 199 mLbiogas/gVSsubstrate dry base; methane maximum yield 94, 27, and 25 mLCH4/gVSsubstrate to cattail, water hyacinth, and papyrus sedge, respectively. The energy recovery was 19.569,65, 5.617,88 e 6.068,45 kJ/t of cattail, water hyacinth, and papyrus sedge, respectively. The kinetic study showed hydrolytic constants as 0,109-0,186, 0,35-0,55, and 0,07-0,165 day-1 to cattail, water hyacinth and papyrus sedge, respectively; and revealed the water hyacinth as the faster degradation among the macrophytes. The kinetic analysis demonstrated that models that consider a lag phase time are more appropriate to this kind of substrate. As water hyacinth has the faster digestion comparing with cattail, it results in 2.901,88 kJ/t more energy recovery at the same time of digestion, which indicated E. crassipes as promising to stimulate Constructed Wetlands. Our results can be applied as basis to future researches and development of sustainable Constructed Wetlands through anaerobic digestion of macrophytesDoutoradoÁgua e SoloDoutora em Engenharia AgrícolaCAPES7384/13-0CNPQ149364/2014-8[s.n.]Silva, Ariovaldo José da, 1966-Roston, Denis Miguel, 1951-Moraes, Bruna de SouzaColen, FernandoStefanutti, RonaldoDamianovic, Marcia Helena R. Z.Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia AgrícolaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AgrícolaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMoretti, Érika Rabello, 1987-20212021-08-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (99 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5744MORETTI, Érika Rabello. Biogás a partir de macrófitas: uma valorização energética de resíduos de wetlands construídos. 2021. 1 recurso online (99 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5744. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1251083Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-09-27T17:21:03Zoai::1251083Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-09-27T17:21:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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