@PHDTHESIS{ 2021:1359781511, title = {Waste-to-Energy: produção de biogás a partir dos resíduos da suinocultura}, year = {2021}, url = "http://tede.unioeste.br/handle/tede/5757", abstract = "O constante crescimento da cadeia suinícola requer planejamento da destinação e tratamento dos resíduos produzidos. Em paralelo, o conceito de economia circular vem ganhando espaço na era da bioeconomia. A digestão anaeróbia é um processo chave em sistemas de tratamento dos resíduos suinícolas, especialmente, considerando os riscos de contaminação ambiental atrelados à disposição inadequada de carcaças de animais mortos e dejeto. A presente tese doutoral teve como objetivo desenvolver arranjos tecnológicos para a produção de biogás a partir dos resíduos da suinocultura, visando à produção de biogás, estabilidade de processo e produção de fertilizantes. Para isso, as atividades foram divididas em duas etapas. A primeira etapa desta pesquisa, contemplada no Artigo I, dedicou-se ao estudo do efeito da separação sólido-líquido (SLS) na produção de biogás e performance do processo utilizando diferentes configurações de reatores em escala de bancada e em escala plena, processos alimentados com dejeto suíno. A segunda etapa deste trabalho, contemplada no Artigo II, no Artigo III e Artigo IV, dedicou-se ao estudo da utilização de carcaças de animais não abatidos na codigestão com dejeto suíno, aumentando a geração de biogás. Para isso, foram analisadas as características dos resíduos, identificando estratégias para aumentar a produção de biogás e estabilidade do processo, considerando potencial energético, pré- tratamentos e aspectos sanitários, a fim de visar ao uso do digestato como fertilizante. Em um segundo momento, ocorreu estudo do potencial de incremento na produção de biogás e impacto na performance do processo de digestão anaeróbia com a adição de carcaça, utilizando reatores em escala de bancada já alimentados com dejeto suíno, além de reatores do tipo lagoa coberta (BLC) e CSTR (continuos stirred tank reactor). Finaliza-se com um estudo de caso, integrando a separação sólido-líquido do dejeto suíno com a codigestão de carcaça suína. Os resultados da escala de laboratório podem prever a capacidade de recuperação do metano para o sistema em escala plena. A produtividade de biogás, para o CSTR, em escala plena, apresentou uma média de 0,65 ± 0,23 NLbiogás L−1reator d−1, enquanto o BLC foi de 0,18 ± 0,05 NLbiogás L−1reator d−1. Quanto aos resultados da codigestão de dejeto suíno e carcaça suína, ambos os modelos de biodigestor foram eficientes para a produção de biogás. No entanto, em comparação à Fase I (0 kgcarcaçam-3lodo) e à fase IV (68 kgcarcaçam-3dejeto), a produtividade do biogás do CSTR aumentou de 0,41 ± 0,03 para 1,63 ± 0,14 LNbiogás m³reator- 1 d-1 e rendimento de biogás de 0,33 ± 0,03 para 0,87 ± 0,10 LNbiogás kgSVadic-1, que representa 397% e 263% em relação à monodigestão do dejeto, respectivamente. Para o BLC, comparação à fase I (0 kgcarcaçam-3dejeto) e à fase V (15 kgcarcaçam-3dejeto), a produtividade de biogás aumentou de 0,19 ± 0,02 para 0,61 ± 0,05 LNbiogás m³reator-1 d-1 e o rendimento de biogás de 1,12 ± 0,19 para 1,27 ± 0,24 LNbiogás kgSVadic-1, que representa 321% e 113% em relação à monodigestão do dejeto, respectivamente. Já a relação ideal da fração sólida de dejeto suíno e carcaça, foi maior, chegando a 98 kgcarcaçam-3lodo. Comparando a fase I (0 kgcarcaçam-3lodo) e a fase VII (98 kgcarcaçam-3lodo), a produtividade do biogás aumentou de 0,57 ± 0,04 para 2,77 ± 0,21 LN biogás m³reator-1 d-1 e rendimento de biogás de 0,46 ± 0,05 para 0,90 ± 0,17 LNbiogás kgSVadic-1, que representa um incremento de 485% e 195%, respectivamente. Apesar de não haver evidências de inibição da digestão anaeróbia até as relações ideais para os três reatores, nas relações de 100 kgcarcaçam-3dejeto (CSTR) e 134 kgcarcaçam-3lodo (CSTR), os reatores iniciaram a produção de escuma, apresentando queda na produção de biogás e na concentração de metano. Os arranjos tecnológicos, apresentados ao longo do trabalho, possibilitam tratamento dos resíduos suinícolas, com redução de custos e impactos ambientais, melhorando a sustentabilidade e rentabilidade da cadeia produtiva; assim, pode ser uma das melhores estratégias para o futuro da produção de bioenergia e economia circular em estações de tratamento de resíduos animais. Os principais benefícios para o uso do SLS, seguido de diferentes configurações de reator, são a economia na construção e operação de usinas de biogás, geração de biogás constantemente e implantação de sistema de tratamentoVII do digestato. A codigestão da carcaça e dejeto ou frações sólidas demonstrou-se um arranjo tecnológico ideal para potencializar a produção de biogás em sistemas de tratamento de dejetos suínos, desde que observadas as relações máximas permitidas para cada modelo de biodigestor, dependente dos substratos que são digeridos.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola}, note = {Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas} }