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Tipo do documento: Tese
Title: Biodigestão anaeróbia de cama de aviário com recirculação de digestato
Other Titles: Anaerobic digestion of poultry litter with recycling effluent
Autor: Alcantara, Michael Steinhorst 
Primeiro orientador: Tavares, Maria Hermínia Ferreira
Primeiro membro da banca: Eyng, Eduardo
Segundo membro da banca: Bortoli, Marcelo
Terceiro membro da banca: Boas, Marcio Antonio Vilas
Quarto membro da banca: Guedes, Luciana Pagliosa Carvalho
Resumo: O crescimento da produção de frangos tem concentrado resíduos nas regiões produtoras, cama de aviário e aves mortas, gerando um grande problema ambiental para a indústria avícola. A cama de aviário, rica em matéria orgânica, comumente aplicada no solo sem tratamento, acidifica o mesmo por liberar íons de hidrogênio ao estabilizar sua matéria orgânica e por ser um fertilizante nitrogenado. Portanto, outras aplicações para a cama de aviário são necessárias e devem ser estudadas, como o seu uso para geração de energia pela biodigestão anaeróbia. Este processo é um atrativo para o setor por tratar o resíduo e gerar biogás que pode substituir a energia usada na criação dos frangos. Existe, porém, um entrave ambiental neste sistema por necessitar de grande quantidade de água para hidrolisar a cama de aviário. Por isso, esse trabalho avaliou a biodigestão anaeróbia da cama de aviário em um biodigestor construído com caixas de fibra de vidro no volume total de 40 m3 com sistema de reutilização do digestato do biodigestor na diluição da próxima alimentação, para reduzir o consumo de água no processo. O digestato foi reutilizado pela recirculação do mesmo no momento da alimentação do biodigestor com uma motobomba, em sistema semi-contínuo (uma vez ao dia). A biodigestão anaeróbia foi estabilizada nas cargas orgânicas de alimentação de 0,5 e 1,0 kg sólidos totais voláteis por m3 de biodigestor, para a construção das avaliações 1 e 2, respectivamente. O tempo de retenção hidráulica foi de 10 dias para as duas avaliações. A estabilização procedeu-se pelo gráfico de Shewhart e a análise do processo pelo índice de capacidade do processo e pelo índice de viabilidade energética operacional do sistema. Na avaliação 2, o processo se apresentou como capaz e viável nas operações energéticas, com produção de energia na forma de metano 4,41 vezes maior que a energia elétrica gasta nas operações do sistema de tratamento, sendo 0,0182 m3 metano kg-1 STV-1adicionados. O digestato produzido não se caracterizou como biofertilizante adequado para as culturas por ter pequeno teor de nutrientes. Porém, o lodo é aplicável como adubo orgânico devido à grande parte dos nutrientes ter sedimentado no biodigestor. No período final, após a avaliação 2, o biodigestor e a motobomba não apresentaram mais fluxo de alimentação devido à quantidade de sólidos no digestato e por este motivo, não se conseguiu mais operar o biodigestor. No entanto, o pH (próximo a 7,00) e a relação entre a acidez volátil e a alcalinidade total do digestato (abaixo de 0,3) no período final indicavam que a biodigestão anaeróbia tinha potencial para ser continuada. Tal fato ressalta a importância de outros estudos sobre mecanismos de diluição da cama de aviário no afluente do biodigestor.
Abstract: Poultry farming has increased and so does the amount of residues from producing areas with poultry litter and dead broilers, consequently, there is a major environmental problem for the poultry industry. Poultry litter, rich in organic matter, commonly applied on soil without treatment, acidifies it by releasing hydrogen ions since it stabilizes organic matter and also because it is a nitrogen fertilizer. Therefore, other applications for poultry litter are needed and should be studied, as for example, its use for power generation by anaerobic digestion. This process is attractive for the sector by treating waste and generating biogas that may replace the energy used in poultry. There is, however, an environmental restriction to this system because it requires a large amount of water to hydrolyze poultry litter. Therefore, this study has evaluated the anaerobic digestion of poultry litter in a digester built with glass fiber boxes whose total volume was 40.0 m3. There was a system of effluent reuse from the digester to dilute its next feeding and reduce water consumption during this process. The effluent was reused with its recirculation at the feeding moment with a motor pump, in a semi-continuous system (once a day). The anaerobic digestion has been stabilized at the organic feeding charges of 0.5 and 1.0 kg total volatile solids by m3 digester, so, the evaluations 1 and 2 were created, respectively. There was a hydraulic retention time of 10 days for both evaluations. The stabilization process occurred by Shewhart charts while the process analysis occurred by the process capacity and operational energy viability of the system indexes. At the evaluation number 2, the process was capable and viable for power operations, whose energy production as methane was 4.41 times superior to the electric energy consumed on operations of the treating system, 0.0182 m3 methane kg-1 VTS-1added. The produced effluent was not characterized as an adequate biofertilizer for crop yield because it showed small amounts of nutrients content. On the other hand, the sludge is available as organic manure since a great amount of nutrients has sedimented on the bottom of the digester. At the final period, after evaluation number 2, the digester and motor pump did not present any adequate feeding flux due to the large content of solids in the effluent; so, it was not possible to operate the digester. However, pH (close to 7.00) and the ratio between volatile acidity and total alkalinity of the effluent (below 0.3) at the final period indicated that anaerobic digestion showed some potential to be continued. This fact highlights the importance of other studies about dilution of poultry litter mechanism on the effluent of digester
Keywords: Biogás
Controle estatístico de processos
Indice de capacidade de processo
Indice de viabilidade energética operacional
Reutilização de digestato
Biogas
Effluent reuse
Operational energy viability index
Process capacity index and statistical process control
CNPq areas: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: BR
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Parana
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Engenharia
Program: Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola
Citation: ALCANTARA, Michael Steinhorst. Anaerobic digestion of poultry litter with recycling effluent. 2016. 65 f. Tese (Doutorado em Engenharia) - Universidade Estadual do Oeste do Parana, Cascavel, 2016.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/2706
Issue Date: 11-Feb-2016
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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