Resumo: Biodigestores tipo semi-contínuo e tipo filtro anaeróbio de fluxo ascendente foram usados para estudo de tratamento de efluentes líquidos de indústrias de laticínios e biscoitos. Um efluente sintético (5 g.L-1 de leite em pó) foi proposto para simular o efluente de uma indústria laticínio da região de Ponta Grossa em relação a demanda química de oxigênio, teor de sólidos, pH e alcalinidade. As condições recomendadas de teor de sólidos totais a serem usadas em reator na partida de um reator semi-contínuo foram determinadas para uso de esterco bovino como fonte microbiana. O tempo de início de produção de biogás (13º dia) e potencial metanogênico (260 NmL-1 CH4.g SV-1) foram estabelecidos para teor de sólidos de 7,5%. Um reator do tipo filtro anaeróbio de fluxo ascendente com 12,22 L, sendo 8,41 L de volume de líquido inoculado com lodo ativo de estação de tratamento de esgoto sobre anéis de Pall, foi usado para determinar o tempo de retenção hidráulica (TRH) e o teor de suplementação de alcalinidade recomendados; sendo estabelecido TRH = 1 dia e 3 g.L-1 de NaHCO3. A redução da DQO foi de 56,6% e a produção foi de 1,5 NmLbiogás.mLreator. O método de tratamento foi validado com o uso de três efluentes: soro de queijo em pó; efluente de processamento de queijo; e efluente de processamento de bolachas e chocolate. Eles apresentaram desempenho semelhante quanto à produção de biogás e a redução da carga orgânica. Dois biodigestores foram dimensionados a partir de dados da literatura e da norma brasileira NBR 13969:1997 para atender a um pequeno laticínio com capacidade 2000 kg queijo.dia-1. A remoção do H2S do biogás em coluna lavadora de gases operando com água para redução inferior a 10 ppm de H2S também foi estudada em simulador. Uma coluna com dimensões reduzidas, 0,202 m de diâmetro e 0,94 m de largura e recheada com selas de Berl de 0,5 pol, consumiria 2,117 m3.h-1 de água de lavagem, apresenta um bom potencial econômico desde que se use água de reuso da indústria.

Resumo: Este estudo avaliou a influência do bioaumento da microbiota sobre o processo da digestão anaeróbia de lixiviado de aterro sanitário. Foram construídos dois reatores anaeróbios em bateladas sequenciais, com biomassa autoimobilizada na forma de lodo anaeróbio proveniente da lagoa facultativa do Aterro Sanitário de Curitiba. Um dos reatores foi inoculado com microrganismos típicos, cultivados a partir do próprio lixiviado de aterro sanitário. As eficiências na remoção das variáveis DQO, COD e NNH3 foram de, respectivamente, 40%, 70% e 20% para o reator sem inóculo, ou reator Controle, e 60%, 75% e 21% para o reator inoculado, ou reator Teste. O arraste de sólidos, comum em sistemas em batelada, foi menor no reator Teste, provavelmente devido ao aumento na quantidade de polissacarídeo extracelular (EPS) secretado pelos microrganismos inoculados. Sob microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível acompanhar a evolução dos biofilmes de ambos os reatores por até 60 dias de operação. Foi constatado que o reator Teste apresentou maior quantidade de EPS secretado, conferindo uniformidade à estrutura do seu biofilme. Análises bioquímicas e moleculares confirmaram a presença de representantes das três ordens metanogênicas nas amostras de lodo, com destaque para as ordens Methanobacteriales, hidrogenotrófica e Methanosarcinales, acetoclástica. Os resultados dos ensaios da atividade metanogênica específica (AME) das amostras de lodo não apresentaram diferença significativa entre os reatores, entretanto, houve aumento da AME ao longo do tempo (40 dias) para ambos os reatores, indicando a maturação dos biofilmes. Foi realizado o perfil de concentrações de ácidos orgânicos voláteis (AGV) em um tempo de ciclo dos reatores e os resultados indicaram o acetato como o AGV mais abundante na digestão anaeróbia do lixiviado. Na última etapa do estudo foram avaliadas as eficiências de remoção das variáveis COD e N-NH3 nos reatores em batelada alimentados com lixiviado com concentração de fosfato corrigida. A adição deste macronutriente não favoreceu a remoção da matéria orgânica ou do nitrogênio amoniacal e não foi possível afirmar, com base neste estudo, que o fósforo seja uma espécie química limitante na digestão anaeróbia do lixiviado de aterro sanitário.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 675.pdf: 1072757 bytes, checksum: ab59aa2a71cc6ff12012aa209c0aa5af (MD5) Previous issue date: 2004 / Inegavelmente os custos e a complexidade de alguns dos principais processos de tratamento de esgotos sanitários dificultam sua aplicação, de forma mais efetiva, nas diversas localidades do território nacional. A Pesquisa Nacional do Saneamento Básico, publicada em 2002 pelo IBGE Instituto Brasileiro de Geoia e Estatística, aponta para um percentual ínfimo de distritos que contam com algum tipo de tratamento de seus esgotos. Tem-se, ainda, que 91 por cento dos municípios brasileiros possuem população menor que 50.000 habitantes. Esta condição claramente pressupõe uma maior dificuldade da municipalidade dispor de recursos financeiros e corpo técnico qualificado para instalar e operar estações de tratamento de esgotos. Nesse sentido, este trabalho pretende contribuir para a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias simplificadas e de baixo custo para tratamento de esgotos sanitários. O sistema em estudo é a associação de um Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e Fluxo Ascendente a um Filtro Biológico, cujo meio suporte é proveniente do refugo de uma indústria de embalagens plásticas, produto alternativo e de elevada disponibilidade na região do estudo. Para a realização dos estudos foi montado um modelo reduzido do sistema proposto, que foi monitorado para avaliação de sua eficiência, com o objetivo de que o sistema viesse a ser uma alternativa de baixo custo capaz de atender a padrões restritivos de lançamento de efluentes. Foram comparados sistemas com e sem recirculação de lodo, verificando-se a influência dessa recirculação sobre o tratamento. Embora o modelo não tenha, durante a fase experimental, respondido da forma esperada, a literatura técnica mostra que a solução anaeróbia-aeróbia, de modo geral, produz um efluente de qualidade compatível com as normas ambientais, devendo-se realizar novos estudos com vistas ao fortalecimento do sistema estudado como alternativa viável de tratamento de esgotos mesmo para legislações mais exigentes.

Orientadora : Profª M.Sc. Marielle Feilstrecker / Coorientador: Prof. Dr. Paulo de Tarso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial. Defesa: Curitiba, 26/04/2017 / Inclui referências : f. 71-75 / Resumo: A biodigestão, também denominada de digestão anaeróbia, tem sido amplamente aplicada em diversos países como forma de tratamento de resíduos sólidos orgânicos. No Brasil o processo ainda está em fase inicial de consolidação. Além de atender às diretrizes e exigências da Política Nacional de Resíduos Sólidos, instituída pela Lei Federal 12.305/2010, a biodigestão também garante o aproveitamento energético, por meio do biogás gerado como produto do processo. Diversas resoluções e portarias estaduais dispõem sobre o licenciamento ambiental e controle ambiental de atividades de gerenciamento de resíduos sólidos no estado do Paraná, porém, esses instrumentos são voltados aos aterros sanitários, unidades de transbordo, atividades de transporte e triagem. Não há ainda no Paraná critérios específicos para a atividade de biodigestão de resíduos sólidos, que padronizem o processo de licenciamento dessas plantas. O estabelecimento de critérios que subsidiem instrumentos regulatórios é fundamental para consolidar a tecnologia no país e também fomentá-la. Esse estudo tem como objetivo não apenas reunir critérios já existentes na legislação, mas também propor novas diretrizes para o licenciamento. Primeiramente, foi avaliada a legislação federal e estadual aplicável à atividade de biodigestão e elaborada uma matriz orientativa com as normativas identificadas. Novos critérios e diretrizes faltantes, fundamentais ao licenciamento ambiental estadual em questão, como definição de porte, respectivas modalidades de licenciamento ambiental, exigência do EIA-RIMA e critérios locacionais, foram propostos. Espera-se que esses critérios e diretrizes possam servir de referência para uma Resolução do Conselho Estadual de Meio Ambiente do Paraná (CEMA-PR) acerca do tema. A existência de critérios específicos padroniza, desburocratiza e agiliza o processo de licenciamento ambiental de plantas de biodigestão, representando um ganho ambiental e social. Palavras-chave: Digestão anaeróbia, tratamento, resíduos orgânicos, biogás, legislação. / Abstract: Biodigestion, also called anaerobic digestion, has been widely applied in several countries for treatment of organic waste. In Brazil the process is at an initial stage of consolidation. The anaerobic digestion not only complies with all directives and requirements of the National Solid Waste Policy, established by Federal Law 12,305/2010, but also guarantees the energy utilization, through the biogas generated inthe process. There are several resolutions and State regulations regarding environmental licensing and environmental control of waste management activities in the State of Paraná, but these instruments are aimed at common enterprises, such as landfill, temporary load units, transportation, and sorting activities. There is not yet a proper regulation for the environmental licensing of anaerobic digestion, which standardizes the licensing process of these plants. The existence of regulatory instruments is fundamental to consolidate the technology in the country and to promote it. This study aims not only to gather existing criteria in the legislation, but also to propose new guidelines for licensing. First, all the Federal and State legislation applicable to the biodigestion activity was evaluated and a guiding matrix was prepared with all the regulations identified. New criteria and missing guidelines were presented, such as definition of size, environmental licensing modalities, necessity of complete environmental studies and locational criteria. It is expectedthat the criteria could be used as a reference for a resolution of the State Environmental Council of Paraná. The existence of specific guidelines is essential to guarantee a standardized environmental licensing process, without so many difficulties and faster, which would represent a great environmental and social gain. Key-words: Anaerobic digestion, treatment, organic waste, biogas, legislation.

Orientador : Prof. Dr. José Viriato Coelho Vargas / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 24/08/2017 / Inclui referências : fls. 85-90 / Resumo: Digestão anaeróbia (DA) de resíduos orgânicos é a forma mais convencional de produção de energia renovável (na forma de biogás), no qual possui um grande potencial para substituir o gás natural em diversas aplicações, como combustível veicular. Outro benefício da DA é produzir uma vazão de efluente digerido que pode ser separado em frações liquidas e sólidas e utilizado com fertilizante orgânico. Métodos empíricos são geralmente utilizados para o projeto de digestores anaeróbios, entretanto estes métodos requerem a construção de sistemas em escala laboratorial, que, na maioria das vezes, elevam o custo do projeto. Alternativamente, o projeto de digestores anaeróbios e a determinação da produção de biogás podem ser realizados através de modelos complexos que incluem os fenômenos de transporte e a cinética bioquímica associada com a DA. Neste estudo, o ensaio de potencial metanogênico (BMP) foi usado para determinar a produção de biogás oriunda da digestão anaeróbia de resíduo suíno e microalgas em diferentes proporções de mistura. Os resultados mostraram que a adição de microalgas (MA) aumentou a remoção de matéria orgânica e produtividade de biogás do resíduo suíno (RS), com produção de biogás de 212,8 mL.g SVad -1 e remoção da demanda química de oxigênio (DQO) de 48% com a adição de 10% de microalgas. Através deste resultado, um reator anaeróbio em escala laboratorial foi usado para calibrar e validar um modelo simplificado de digestão anaeróbia. Este modelo foi então implantado em Matlab usando os resultados experimentais provenientes da literatura e dos ensaios experimentais deste trabalho. Os resultados revelaram que o modelo é capaz de prever razoavelmente bem a produção de biogás, a concentração de metano e a remoção de sólidos voláteis à razão RS:MA de 0,9:0,1. Os resultados também indicaram que o modelo é uma ferramenta útil para simular a operação de reatores modelo tanque agitado (CSTR) durante o tratamento de resíduos agropecuários. Palavras-chave: Biogás. Digestão Anaeróbia. Resíduos Suínos. Microalgas. / Abstract: Anaerobic digestion (AD) of organic wastes is the most conventional way to produce renewable energy (in form of biogas), which has great potential to replace the natural gas (NG) used in multiple applications, like vehicular transportation. Another benefit of AD is produces an effluent stream of digested materials that can be separated into solid and liquid fractions for use as an organic fertilizer. Empirical methods have been usually used to design anaerobic digesters systems, but these have required construction of expensive lab-scale systems. Otherwise, the design of anaerobic digesters and determination of biogas production can be performed using complex models that include the transport phenomena and biochemical kinetics associated with AD. In this study, biochemical methane potential (BMP) were used to determine the potential of biogas production from co-digestion of swine manure and microalgae at different ratios. The results showed that adding microalgae (MA) improved swine manure (SM) digestion performance and organic matter degradation, with the biogas yield of 212,8 mL.g SVad -1 and 48% of chemical oxygen demand (COD) removal obtained with the addiction of 10% percent of microalgae. Based on this result, a lab-scale reactor was used to calibrate and validate a simplified anaerobic digestion model. This model was then simulate on Matlab using the experimental data from the literature and our experimental results. The results showed that the model was able to predict reasonably well the biogas production, methane concentration and volatile solid removal at SM:MA ratio of 0,9:0,1. The results also indicated that the model would be a suitable tool to simulate continuously stirred tank reactors (CSTR) treating manure and crop residues. Keywords: Biogas. Anaerobic Digestion. Swine Manure. Microalgae.

[pt] Em um cenário onde a geração de resíduos ao redor do mundo cresce cada vez mais, técnicas de tratamento de resíduos são fundamentais para garantir menores emissões de gases de efeito estufa ao meio ambiente. Esta pesquisa apresenta uma análise realizada com cascas de dois tipos distintos de tangerina, com a finalidade de estudar o potencial de geração de biogás das mesmas através da realização de um ensaio BMP (Biochemical Methane Potential). A digestão anaeróbia de resíduos orgânicos corresponde a um tratamento biológico que apresenta uma solução com produtos valiosos, como o biogás, no combate ao aumento de emissões poluidoras, já que o mesmo pode ser utilizado como energia térmica, elétrica ou combustível em detrimento aos combustíveis fósseis. Dessa forma, esta pesquisa também realiza um estudo acerca do processo de fabricação de sucos naturais por parte de pequenos e grandes produtores e de como os mesmos podem utilizar as cascas dos restos da produção dos sucos para a geração de biogás como fonte de energia limpa. Os resultados encontrados apresentam para a casca da tangerina Ponkan um potencial de geração de biogás de 615,38 NmL/gSV e, para a casca da tangerina Montenegrina, o valor encontrado foi de 565,84 NmL/gSV. Os resultados obtidos sugerem um potencial de geração de biogás positivo para o substrato analisado, a tangerina, quando comparados aos demais resultados de outras frutas encontradas na literatura. / [en] The constant increase in global warming that occurred after the middle of the twentieth century and intensified by anthropogenic actions based on the emission of greenhouse gases such as methane, is a reality that worries not only for the harmful damages to the environment and the quality of life of human beings, but also for the preservation of future generations (Silva and Paula, 2009). In the mid-1980s, with the Brundtland conference, the concept for sustainable development emerged which is defined as meeting the needs of the present without compromising future generations (BRUNDLAND, 1987). In order to avoid excessive damage to the existence of human beings, recent studies by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2018) examined the need to limit global warming to 1.5 Celsius instead of 2 Celsius, as previously predicted by the Paris Climate Agreement signed in 2015. According to the study, the absence of measures to be taken at present may generate extremely harmful damage to the environment, human beings, fauna, and flora of the planet. Limiting global warming to 1.5 Celsius involves large reductions in the emission of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2). Thus, a strong demand in the bioenergy sector is necessary, highlighting the importance of using appropriate management measures which contribute to minimizing the problem, as is the case with the use of anaerobic digestion as a treatment for organic solid waste. The growing increase in the world population and the accelerated urbanization process of cities have resulted in the generation of excessive amounts of solid urban waste (Roth & Garcias, 2008), which, if poorly managed, contribute not only to the increase in damage caused to environment, but also inflict several problems in the social and economic aspect of modern society, thus aggravating the problem.