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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8281| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Codigestão anaeróbia de esgoto sanitário, lixiviado de aterro sanitário e glicerina bruta: da seleção de proporções ao desempenho em reator de leito fixo. |
| Other Titles: | Anaerobic Co-digestion of Municipal Wastewater, Landfill Leachate, and Crude Glycerin: from ratio selection to performance in a fixed-bed reactor. |
| Autor: | Pedroso, Gustavo Henrique ![]() |
| Primeiro orientador: | Gotardo, Jackeline Tatiane |
| Primeiro membro da banca: | Castro, Thiago Morais de |
| Segundo membro da banca: | Costa, Monica Sarolli Silva de Mendonça |
| Terceiro membro da banca: | Kunz, Airton |
| Resumo: | A busca para dispor e transformar resíduos em energia tem sido pauta em diversos países com os aterros sanitários e a Digestão Anaeróbia (DA) enquanto opções frequentemente citadas. Na DA, é possível obter o biogás e nos aterros, tem-se intrinsicamente a formação do lixiviado, um efluente de difícil tratamento biológico em que a Codigestão Anaeróbia (CoDA) pode ser uma opção aplicável. Para selecionar os efluentes que podem ser aplicados à CoDA, a sustentabilidade, a quantidade de efluente gerado e a composição são fatores a serem considerados. Nesse sentido, o presente trabalho buscou utilizar o Esgoto Sanitário (ES), o Lixiviado de Aterro Sanitário (LAS) e a Glicerina Bruta (GB) proveniente da produção de biodiesel como substratos para a CoDA, submetida à avaliação em duas fases. A Fase 1 correspondeu à realização de testes em batelada com uso da metodologia de superfície de resposta e a Fase 2 correspondeu à utilização de um Reator Anaeróbio de Leito Fixo (RALF) sob operação contínua. A presença majoritária de ácido acético e propiônico foi verificada em ambas as fases e houve a inibição associada ao ácido propiônico devido ao acúmulo apenas na Fase 1. Nessa fase, foi possível obter o ponto ótimo de 8,584% de LAS; 3,376% de GB e 88,041% de ES, ao serem otimizadas as variáveis-resposta remoção de DQO solúvel (%), produção de metano (mL NCH4.L-1REATOR) e relação (Avidez volátil por Alcalinidade Total) AV/AT ao final do experimento. A validação experimental do ponto ótimo foi testada na Fase 1 e resultou na não confirmação dos resultados previstos, o que invalidou o ponto otimizado. No entanto, o objetivo para maximizar a produção de metano foi alcançado com rendimento de metano obtido de 329,08 mL NCH4.g DQOREM-1. Tal fato demonstrou que o ponto determinado corresponde a uma mistura promissora. Na Fase 2, foi adotada essa mistura, determinada na fase anterior para avaliação em um RALF, e a alternação dos três Tempos de Retenção Hidráulica (TRH) (10, 5 e 1,9 dias). A partir de uma Análise de Variância (ANOVA), verificou-se que o melhor TRH para a operação do RALF sob afluente composto por 8,584% de LAS; 3,376% de GB e 88,041% de ES foi o de cinco dias, pois, foi possível alcançar remoções médias de DQOt e de DQO de 91% associadas a um rendimento médio de metano de 238 mL NCH4.g DQOREM-1, que operou de forma estável (AV/AT < 0,4). |
| Abstract: | Waste disposal and energy recovery has become a global priority, so landfills and Anaerobic Digestion (AD) have been frequently mentioned as options. Furthermore, AD allows biogas production, while landfills intrinsically generate leachate, an effluent difficult to be treated biologically, then, Anaerobic Co-digestion (AcoD) comes as a viable solution. Sustainability, generation volume, and composition are key-factors to be considered when selecting effluents for AcoD application. Thus, this study aimed at using Municipal Wastewater (MWW), Landfill Leachate (LL), and Crude Glycerin (CG) from biodiesel production as substrates for AcoD, evaluated in two phases. Phase 1 involved batch tests using Response Surface Methodology (RSM), while Phase 2 involved the use of a Fixed-Bed Anaerobic Reactor (FBAR) under continuous operation. Acetic and propionic acids were predominant in both phases, but the inhibition associated with propionic acid occurred due to accumulation only in Phase 1. In this phase, an optimal point of 8.584% LL, 3.376% CG, and 88.041% MWW was obtained by optimizing the response-variables: soluble COD removal (%), methane production (mL NCH4.⋅LREACTOR−1), and the Volatile Fatty Acids/Total Alkalinity (VFA/TA) ratio at the end of the experiment. Experimental validation from the optimal point in Phase 1 failed to confirm the predicted results, thereby invalidated the optimized point. However, the objective of maximizing methane production was achieved with a yield of 329.08 mL NCH4.g sCODremoved−1. This has shown that the determined ratio represents a promising mixture. In Phase 2, the mixture identified in the previous phase was evaluated in a FBAR at three different Hydraulic Retention Times (HRTs): 10, 5, and 1.9 days. Analysis of Variance (ANOVA) indicated that the optimal HRT for FBAR operation with the influent composition (8.584% LL, 3.376% CG, and 88.041% MWW) was five days. This condition achieved average total and soluble COD removal of 91%, associated with an average methane yield of 238 mL NCH4.g CODremoved−1, under stable operation (VFA/TA < 0.4). |
| Keywords: | Metano Recuperação Energética Remoção de Matéria Orgânica Testes em batelada Fluxo Contínuo Tratamento Methane Energetic Recovering Organic Matter Removal Continuous Flow Batch Tests Treatment |
| CNPq areas: | Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental |
| 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: | Pedroso, Gustavo Henrique. Codigestão anaeróbia de esgoto sanitário, lixiviado de aterro sanitário e glicerina bruta: da seleção de proporções ao desempenho em reator de leito fixo.. 2025. 133 f. Dissertação( Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8281 |
| Issue Date: | 18-Nov-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL) |
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