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Tipo do documento: Dissertação
Title: Efeito da carga orgânica volumétrica sobre a produção de biogás utilizando-se dejeto de suíno em diferentes configurações de reatores anaeróbios
Other Titles: Effect of organic loading rate on the biogas yield swine manure in different anaerobic reactors configurations
Autor: Lins, Marcos Araújo 
Primeiro orientador: Kunz, Airton
Primeiro membro da banca: Steinmetz, Ricardo Luis Radis
Segundo membro da banca: Gomes, Simone Damasceno
Resumo: O uso de reatores anaeróbios com finalidades energéticas é uma forma eficiente para o tratamento de efluentes da suinocultura, desde que seja aplicada a correta carga orgânica volumétrica (COV), que varia de acordo com a configuração do reator e demais condições de condução do processo, tais como a temperatura. Assim, o objetivo deste trabalho é demonstrar o efeito de progressão da COV sobre a geração e qualidade do biogás a partir de dejetos de suínos em reatores anaeróbios do tipo:Continuous stirred tank reactor (CSTR), biodigestor de lagoa coberta (BLC) e Upflow anaerobic sludge blanket (UASB). O experimento com o reator CSTR de 17 L de volume útil, alimentado de forma semicontínua a 37 ± 1°C foi dividido em três fases. Na fase I, foi submetida COV constante de 1,0 g SV adic L-1 reator d-1 até estabilização da produção de biogás, que ocorreu a partir do quadragésimo dia de operação. Na fase II, iniciaram-se as progressões de COV, começando com 2,0 g SV adic. L-1reator d-1 e após estabilização da produtividade de biogás, a COV foi elevada para 3,0 g SV adic. L-1 reator d-1. Na fase III, as COV 1,0, 1,9 e 0,7 g SV adic. L-1reator d-1, submetidas nesta ordem, foram controladas pelo tempo de retenção de hidráulica (TRH), com o objetivo de identificar a relação entre essas variáveis. No experimento com o BLC de 17 L de volume útil, alimentado de forma semicontínua, foram submetidas as COV 0,3, 0,4 e 0,5 g SV adic L-1 reator d-1, respectivamente. O experimento com o reator UASB de 6,6 L de volume útil, alimentado de forma contínua a 37 ± 1°C, foi dividido em duas fases. Na fase I,foram submetidas as COV: 1,5, 2,0, 2,5 e 3,0 g SV adic L-1 reator d-1. Na fase II, foram submetidas as COV: 0,5, 0,7, 1,0, 1,4, 1,6, 2,2, 2,9 e 8,4 g SV adic L-1 reator d-1. Para reator CSTR, os melhores resultados de teor de metano e produtividade de biogás foram na COV de 1,9 g SV adic L-1 reator d-1 e TRH de 15 dias, com 53 ± 10% (v v-1) e 0,7 ± 0,1 LN biogás L-1 reator d-1, respectivamente. No experimento com o BLC, os melhores resultados de teor de metano e produtividade de biogás foram na COV 0,5 g SV adic L-1 reator d-1 e TRH de 34 dias, com 61 ± 5% (v v-1) e 0,3 ± 0,1 LN biogás L-1reator d-1, respectivamente. Para reator UASB, os melhores resultados de teor de metano e produtividade de biogás foram na COV 2,9 g sv adic L-1 reator d-1 e TRH de 1,5 dias, com 74 ± 1% (v v-1) e 1,6 ± 0,5 LN biogásL-1reator d-1, respectivamente. Esta pesquisa possibilitou compreender o efeito da progressão de COV sobre a produção de biogás a partir de DS, estabelecer relação com outras variáveis que afetam a produção deste biocombustível e contribuir com informações importantes para a escolha da configuração de reator, mais adequada para a implantação em escala real.
Abstract: The use of anaerobic reactors with energetic purposes is an effective decision-making to treat swine farming wastewater. But, the applied organic loading rate (OLR)must be correct, since itvaries according to the reactor configuration and other process conduction conditions, such as temperature. Thus, this trial aimed at showing the effect of OLR progression on biogas generation and quality of swine manure in anaerobic reactors as continuous stirred tank reactor (CSTR), covered lagoon digester (CLD) and upflow anaerobic sludge blanket (UASB).The experiment with CSTR reactor of 17-L useful volume, semicontinuously fed at 37 ± 1 °C, was divided into three phases. In the first phase, a constant OLR was applied with 1.0 g VS add L-1reactor d-1 until biogas productivity was stable. This occurred after the fortieth day of operation. In phase II, the OLR progressions had begun, starting with 2.0 g VS add. L-1reactor d-1 and after stabilizing biogas production rate, OLR was increased to 3.0 g VS add. L-1 reactor d-1. In phase III, OLR answers were 1.0, 1.9 and 0.7 g Vs add. L-1reactor d-1 and submitted in this order, according to the hydraulic retention time (HRT) in order to identify the relation among these variables. In the trial with CLD of 17-L useful volume, and semicontinuously fed, OLR answers were 0.3, 0.4 and 0.5 g VSadd. L-1reactor d-1, respectively. The experiment with theUASB reactor of 6.6-L useful volume, continuously fed at 37 ± 1 °C, was divided into two phases. In phase I, OLR answers were:1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 g VSadd L-1reactor d-1. In phase II, OLR answers were 0.5, 0.7, 1.0, 1.4, 1.6, 2.2, 2.9 and 8.4 g VS add. L-1reactor d-1.For CSTR reactor, the best results of methane content and biogas production rate was in OLR 1.9 g VS add. L-1reactor d-1 and HRT of 15 days, with 53 ± 10% (v v-1) and 0.7 ± 0.1 LNbiogas L-1reactord-1, respectively. In the experiment with CLD reactor, the best results of methane content and biogas production rate was in OLR 0.5 g VS add L-1reactor d-1 and HRT of 34 days, with 61 ± 5% (v v-1) and 0.3 ± 0.1 LN biogas L-1reactor d-1, respectively. For the UASB reactor, the best result of methane content and biogas production rate was in OLR 2.9 g VS add. L-1reactor d-1 and HRT of 1.5 days, with 74 ± 1% (v v-1) and 1.6 ± 0,5 LN biogas L-1reactor d-1, respectively. This research aimed at understanding the effect of OLR progression on the biogas production rate up from DS, establishing a relation among other variables that affect this biofuel production, contributing with important information to choose the most available reactor configuration to be settled in a full scale.
Keywords: Dejeto de suíno
Biomassa
Bioenergia
Reatores anaeróbios
Sustentabilidade
Swine manure
Biomass
Bioenergy
Anaerobic Reactors
Sustainability
CNPq areas: SANEAMENTO AMBIENTAL::QUALIDADE DO AR, DAS AGUAS E DO SOLO
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Campun: Cascavel
Citation: LINS, Marcos Araújo. Efeito da carga orgânica volumétrica sobre a produção de biogás utilizando-se dejeto de suíno em diferentes configurações de reatores anaeróbios. 2017. 62 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2017.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/3303
Issue Date: 13-Jul-2017
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL)

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