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Tipo do documento: Dissertação
Title: Codigestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário e glicerol em reator de leito fixo visando o tratamento e a produção de biogás
Other Titles: Anaerobic co-digestion of landfill leachate and glycerol in a fixed-bed reactor aiming biogas treatment and production
Autor: Bottega, Lucas Decarli 
Primeiro orientador: Gomes , Benedito Martins
Primeiro membro da banca: Andreani , Cristiane Lurdes
Segundo membro da banca: Gotardo , Jackeline Tatiane
Terceiro membro da banca: Sene , Luciane
Resumo: Em função da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei no 12.305/2010, haverá um aumento significativo no número de aterros sanitários no Brasil e, consequentemente, o aumento no volume de lixiviado gerado, que deverá ser adequadamente tratado. Em função do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), que fixou o percentual de adição de biodiesel no diesel comum em 10%, haverá um aumento na oferta de glicerol bruto, que deverá ser destinado corretamente. Em função da necessidade do estudo e desenvolvimento de novas alternativas para o emprego e tratamento desses resíduos, o presente estudo avaliou a codigestão anaeróbia do lixiviado de aterro sanitário e glicerol, em reator de leito fixo de fluxo ascendente contínuo, à temperatura mesofílica de 37 oC e com meio suporte em polietileno de alta densidade (PEAD), buscando a remoção de matéria orgânica (DQO) e a produção de biogás. Foram analisadas diferentes adições de glicerol (0,24, 0,40, 0,80 1,20%) em volume e diferentes tempos de detenção hidráulica (TDH – 40, 64, 88 e 98 horas), que geraram cargas orgânicas volumétricas (COV) com valores entre 1,93 a 5,23 gDQO.L-1reator.d-1, acompanhados de indicadores da estabilidade do processo, como AI/AP e AV/AT. Os resultados de remoção de DQO foram satisfatórios, variando entre 69,69 e 83,29 %. A produção de biogás obteve resultados que indicam valores entre 1,62 e 3,23 LN.dia-1, com concentrações de metano entre 71,75 e 80,82%. Observou-se, ainda, grande concentração de nitrogênio amoniacal, acima de 1.600 mg.L-1 que, aliado ao pH alcalino encontrado, superior a 9,0 em três condições experimentais e próximo a este valor nas demais condições, provocou altas concentrações de amônia livre no reator, acima de 1.000 mg.L-1. Porém, não houve indício de inibição da atividade do reator decorrente dessas concentrações. Em relação à estabilidade do processo de codigestão anaeróbia, não foram constatados indícios de instabilidade, visto que a relação AI/AP manteve-se inferior a 0,20 em todas as condições experimentais e o maior valor obtido para a relação AV/AT foi de 0,05, apontando, portanto, que houve estabilidade durante a operação, indicando robustez operacional. Verificou-se também a capacidade do meio suporte, em PEAD, de gerar estabilidade e manter a biomassa ativa no interior do reator, minimizando a influência das variações das características das condições avaliadas. Ainda, a condição com adição de 1,20% de glicerol obteve o melhor resultado em termos de remoção de DQO (83,29%) e teve produção de biogás na ordem de 3,23 LN.dia-1, resultando em uma produção de metano de 2,32 LNCH4.dia-1, além de apresentar produção volumétrica de metano do reator de 0,9013 m3NCH4.m-3reator.dia-1. Por fim, constatou-se que a codigestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário e glicerol em reator de leito fixo demonstrou ser um processo robusto e confiável, apresentando-se como alternativa interessante tanto para o tratamento do resíduo quanto para a valorização energética pela produção de energia limpa.
Abstract: Due to the National Solid Waste Policy (NSWP), established by Law no 12,305/2010, there is going to be a significant increase in the number of landfills in Brazil which, consequently, is going to lead to an increase in the volume of leachate generated, which must be properly treated. In addition, due to the National Program for the Production and Use of Biodiesel (NPPB), which set the percentage of biodiesel addition in common diesel at 10%, the supply of crude glycerol is going to increase, which needs to be properly allocated. Considering the necessity of studying and developing new alternatives for the use and treatment of these residues, the present study evaluated the anaerobic co-digestion of the landfill leachate and glycerol in a continuous upflow fixed-bed reactor at a mesophilic temperature of 37 oC and with medium support in high density polyethylene (HDPE), seeking removal of organic matter (COD) and biogas production. Different glycerol additions (0.24, 0.40, 0.80, and 1.20%) in volume and different Hydraulic Detention Times (HRT of 40, 64, 88, and 98 hours) were analyzed, which generated volumetric organic loads (VOL) with values between 1.93 and 5.23 gDQO.L-1reator.d-1, and accompanied by process stability indicators such as IA/PA and VA/TA. The COD removal results were satisfactory, ranging from 69.69 to 83.29%. As for the biogas production, results indicate values between 1.62 and 3.23 LN.day-1, with methane concentrations between 71.75 and 80.82%. A high concentration of ammonia nitrogen was also observed, above 1,600 mg.L-1, which, combined with the alkaline pH found, higher than 9.0 in three experimental conditions and close to this value in the other conditions, caused high concentrations of free ammonia in the reactor, above 1,000 mg.L-1. However, there was no evidence of inhibition of reactor activity due to such concentrations. Regarding the stability of the anaerobic co-digestion process, no signs of instability were found, since the IA/PA ratio remained below 0.20 in all experimental conditions and the highest value obtained for the VA/TA ratio was 0.05, thus indicating stability during operation, showing operational robustness. The capacity of the support medium was confirmed, in HDPE, to generate stability and keep the active biomass inside the reactor, minimizing the influence of the variations of the evaluated conditions’ characteristics. Moreover, the condition with the addition of 1.20% glycerol obtained the best result in terms of COD removal (83.29%) and had biogas production in the order of 3.23 LN.day-1, resulting in a methane production of 2.32 LNCH4.day-1, additionally to presenting volumetric reactor methane production of 0.9013 m3NCH4.m-3reator.day-1. Finally, it was found that the anaerobic codification of landfill leachate and glycerol in a fixed-bed reactor proved to be a robust and reliable process, which can be considered an interesting alternative for both waste treatment and energy recovery through production of clean energy.
Keywords: Metano
Biodiesel
Alcalinidade
Nitrogênio
Fluxo Contínuo
Inibição
Methane
Biodiesel
Alkalinity
Nitrogen
Continuous Flow
Inhibition
CNPq areas: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
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: BOTTEGA, Lucas Decarli. Codigestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário e glicerol em reator de leito fixo visando o tratamento e a produção de biogás. 2019. 115 f. Dissertação( Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4626
Issue Date: 16-Aug-2019
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL)

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