Orientador: Denise Bevilaqua / Banca: Arnaldo Sarti / Banca: Renata Piacentini Rodriguez / Banca: Claudio Augusto Oller do Nascimento / Banca: Mônica Cristina Teixeira / Resumo: Atualmente a utilização de gases ricos energeticamente, como o biogás gerado em estações de tratamento de águas residuárias, está se tornando cada vez mais interessante devido ao aumento das restrições ambientais e econômicas associadas aos combustíveis fósseis. No entanto, o aproveitamento desses gases está claramente limitado pela presença de compostos reduzidos de enxofre e principalmente pelo sulfeto de hidrogênio (H2S), presente em concentrações relativamente altas (500 - 20.000 ppmv). Neste trabalho foram realizados ensaios para o estudo da remoção do H2S contido no biogás produzido no reator anaeróbio da estação de tratamento de efluentes de uma indústria cervejeira (Araraquara, SP) utilizando um biofiltro percolador em escala de laboratório em condições anóxicas. Para isto, um consórcio de micro-organismos nitrato-redutores e sulfeto-oxidantes obtido a partir do lodo anaeróbio do mesmo reator anaeróbio foi imobilizado sobre espuma de poro aberto de poliuretano. Foram estudadas algumas variáveis operacionais, tais como, o efeito da temperatura, da concentração de nitrato (receptor final de elétrons) no meio líquido, do tempo de residência (EBRT) e da velocidade superficial do meio líquido (TLV). A inoculação do biofiltro percolador com o consórcio de micro-organismos obtidos a partir do lodo anaeróbio do reator UASB da indústria cervejeira demonstrou ser altamente eficiente para o desenvolvimento de uma comunidade de microbiana oxidante de enxofre. O esgotamento do nitrato e do nitrito (receptores finais de elétrons) do meio líquido resultou numa notável desestabilização do sistema, com consequente diminuição da eficiência de remoção (RE), que chegou a cair para 0%. O biofiltro percolador apresentou melhor desempenho em temperaturas no intervalo de 31 a 42 °C (RE = 91,8 ± 5,5%), sendo que a 22 °C, a RE caiu para 39% (carga de alimentação... / Abstract: Currently, the use of energy-rich gases such as biogas generated in wastewater treatment plants is becoming more attractive due environmental and economic constraints associated with fossil fuels. However, the use of such gases is clearly limited by the presence of reduced sulfur compound, such as, hydrogen sulfide (H2S), present in relatively high concentrations (500-20,000 ppmv). In this work, experiments were carried out in order to study H2S removal from biogas produced from an anaerobic reactor of the wastewater treatment plant of a Brewery Industry (Araraquara, SP) using a lab-scale biotrickling filter, in anoxic conditions. A consortium of nitrate-reducing, sulfide-oxidizing microorganisms, obtained from the anaerobic sludge of the same anaerobic reactor was immobilized on open-pore polyurethane foam. Some operational parameters were investigated, such as, the effect of temperature, nitrate concentration (final electron acceptor) in the trickling medium, the empty bed residence time (EBRT), and the trickling liquid velocity (TLV). The development of biofilm utilizing microorganisms from UASB reactor showed a high performance. The results showed that nitrate and nitrite (final electron acceptors) depletion on the trickling medium resulted in remarkable instability of the system, with consequent decrease on the removal efficiency (RE), which came to drop to 0%. The biotrickling filter showed better performance in the temperature range between 31 - 42 °C (RE) = 91.8 ± 5.5%), wherein at 22 °C, RE dropped to 39% (inlet load (L) = 5.3 g S-H2S m-3 h-1, EBRT = 2.9 min). The TLV effect (4.4, 7.4 and 11 m h-1) was significant only for EBRT of 1.6 min, in which RE decreased from 50.9% (4.4 m h-1) to 33.7% (7.3 m h-1). It was also observed that it is possible to increase the RE fragmenting the gas stream into two parts and feeding at different points of the biofilter. For a biogas/H2S gas stream of... / Doutor

Resumo: O presente estudo objetivou a avaliação da eficiência do processo de ultrafiltração seguida da biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de frigorífico de tilápia. Para tanto, realizada ultrafiltração dos diferentes resíduos gerados no processamento de tilápia (sangria - SG, filetagem - FL e processo contínuo - PC) com membrana de ultrafiltração modelo KOCH, HF1.0-45-XM50 visando avaliar a eficiência da mesma na redução de matéria orgânica, desempenho hidráulico e recuperação proteica. A partir do concentrado obtido na ultrafiltração foi possível avaliar a biodigestão anaeróbia dos diferentes resíduos utilizando estrume bovino como inóculo, estabelecendo quatro tratamentos sendo: sangria, processo contínuo, filetagem e controle, sendo este último composto somente de estrume bovino e água. No processo de ultrafiltração foi possível obter alta remoção de matéria orgânica em todos os efluentes gerados, principalmente em demanda química de oxigênio, nitrogênio total, sólidos suspensos totais e proteína bruta, tendo médias de redução de DQO de 95,21%, 96,21%, 76,26%, NT de 94,74%, 92,49%, 66,54%, SST 96,25%, 94,33%, 83,73% e PB 94,74%, 92,48%, 66,54% para sangria, processo contínuo e filetagem, respectivamente. O desempenho da membrana, medido pelo fluxo de permeado, e a retenção proteica não apresentam diferença significativa entre os tratamentos, sendo a recuperação proteica de 99,99% para todos os tratamentos. Já o concentrado do resíduo de sangria apresentou maior concentração protéica, com média de 70,43%, enquanto os demais tratamentos apresentaram médias de 60,42% e 41,44% para os tratamentos de processo contínuo e filetagem, respectivamente. Para a biodigestão anaeróbia ocorre diferença estatística (P<0,01) entre os tratamentos a partir do 37º dia, tendo o PC com maior produção acumulada, assim como para produção... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency of ultrafiltration followed by anaerobic digestion to effluent from tilapia's frigorific. Therefore, ultrafiltration made of different wastes generated in the processing of tilapia (bleeding - BL, filleting - FL and continuous process - PC) by ultrafiltration membrane model KOCH, HF1.0-45-XM50 to evaluate the efficiency in organic matter redution, hydraulic performance and protein recovery. From the concentrate obtained in the ultrafiltration was possible to evaluate the anaerobic digestion using cattle manure as inoculum, establishing four treatments: bleeding, continuous process control and filleting, the latter being composed only manure and water. In the ultrafiltration process was possible to obtain high removal of organic matter in all effluents generated mainly in chemical oxygen demand, total nitrogen, total suspended solids and crude protein, with average reductions of COD 95.21%, 96.21 %, 76.26%, TN 94.74%, 92.49%, 66.54%, TSS 96.25%, 94.33%, 83.73% and CP 94.74%, 92.48% , 66.54% for bleeding, continuous process and filleting, respectively. The membrane performance, measured by the permeate flux and protein retention were not significantly different between the treatments, and the protein recovery was 99.99% for all treatments. The concentrated residue of bleeding had a higher protein concentration, with an average of 70.43%, while the other treatments had means of 60.42% and 41.44% for the continuous process and filleting, respectively. For the anaerobic digestion could be obtained statistical difference (P <0.01) between the treatments over the 37th day, and the PC with the highest cumulative production, as well as daily production (0,003 m3. biogas.day-1) and production by m3.kg-1 influent (0.0297). For gases composition does not occur difference among treatments, but FL has a higher methane average, with 78.05%, while... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Rose Meire Vidotti / Coorientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Aldi Feiden / Banca: Claudinei da Cruz / Banca: Jairo Augusto Campos de Araújo / Banca: Lúcia Helena Sipaúba Tavares / Doutor

The Swedish government announced in 2015 that Sweden will work towards becoming "one of the first fossil-free welfare states of the world". The objective is to reduce the usage of fossil fuels by 70 percent by the year 2030 compared with the levels of 2010. Important factors to achieve this is to reduce the amount of transport, increase the use of biofuels and increase the fuel efficiency. The public transport sector plays an important part in reaching these objectives. There is a lot of potential in the biofuel market and in recent years there has been a development in the segment of electric buses in the city traffic. The purpose of the study is to develop a strategy proposal for the use of fossil-free fuels in Uppsala's public transport. The study is delimited to examine the use of fuels in city traffic with a focus on the introduction of electric buses. The report contains an environmental analysis of the advantages and risks associated with the fuels that the public transport administration UL decided to proceed with; biodiesel, biogas, and electricity. Based on the analysis, a strategy proposal was developed for how these fuels can be distributed in city traffic in Uppsala between 2019 - 2029. The study also examines how energy use, carbon dioxide emissions, and traffic pollution are affected if the strategy proposal is implemented. The environmental analysis suggests that biogas will continue to be used in Uppsala's city traffic, together with electric buses. Biodiesel is likely to come to better use in other areas of the transport sector in order for Sweden to reach the target of a fossil-independent fleet of vehicles in 2030. If the strategy proposal is followed the result shows that energy use and emissions of carbon dioxide and traffic pollution will decrease. Energy consumption will be reduced because of the energy efficiency of electric buses. The reduction of traffic pollution is due to the electric buses, but also because vehicles with the Euro V engine has been replaced with vehicles with Euro VI engine, which lowers traffic pollutions.

A fermentação anaeróbia da matéria orgânica produz uma mistura de gases chamada biogás. Este biogás contém CH4 e CO2 como componentes majoritários. Estes dois compostos são gases de efeito estufa e sua utilização é muito importante do ponto de vista ambiental e econômico. O presente trabalho teve por objetivo produzir gás de síntese (H2/CO), uma matéria prima de alto valor industrial, a partir da reforma oxidativa do biogás com adição de oxigênio (1,5CH4+1,0CO2+0,25O2) sobre catalisadores de NiO-MgO-ZrO2 e NiO-Y2O3-ZrO2. Os catalisadores foram preparados usando o método de polimerização numa única etapa e foi estudada a variação do teor de MgO e de Y2O3 contido nas amostras. Estes materiais foram caracterizados por DRX, RTP, Adsorção-dessorção de N2, XPS, XAS-XANES, MEV e EDX e foram avaliados na reação de reforma oxidativa de um biogás modelo (composição molar:1,5 CH4/1CO2) em presença de oxigênio, a 750&deg;C e 1atm, visando à obtenção de gás de síntese. Os teores de MgO utilizados no sistema NiO/MgO/ZrO2 foram de 0%, 4%, 20%, 40% e 100% em relação ao ZrO2 (os mesmos teores foram utilizados para Y2O3 no sistema NiO/Y2O3/ZrO2) e o teor mássico de Ni foi 20%. As análises de DRX, TPR, XPS confirmaram a formação das soluções sólidas NiO-MgO e MgO-ZrO2 nos catalisadores NiO-MgO-ZrO2, e das soluções sólidas NiO-Y2O3 e Y2O3-ZrO2 nos catalisadores NiO-Y2O3-ZrO2. Estas soluções sólidas juntas, nos correspondentes catalisadores, melhoraram o desempenho catalítico, levando a altos valores de conversão e baixas taxas de deposição de coque. O teor de MgO ótimo foi de 20%mol no sistema NiO/MgO/ZrO2, e de 20% e 40% mol de Y2O3 no sistema NiO/Y2O3/ZrO2. Nos catalisadores NiO-MgO-ZrO2, a solução sólida NiO-MgO favoreceu principalmente a reação de reforma seca do metano (CH4+CO2), enquanto que nos catalisadores NiO-Y2O3-ZrO2 a solução sólida Y2O3-ZrO2 favoreceu principalmente à oxidação parcial do metano (CH4+1/2O2). Os catalisadores Ni20MZ e Ni20YZ apresentaram resultados promissores para a reforma oxidativa de biogás em presença de oxigênio sendo estes catalisadores melhores do que uma amostra comercial de Ni/Al2O3 (20%Ni) testada nas mesmas condições de reação. A razão H2/CO nos produtos das reações sobre os melhores catalisadores foi muito próxima de 1,0; o que permite seu uso direto em diversas reações, como reação de Fischer-Tropsch, síntese direta de dimetil-éter (processo STD) e síntese de formaldeído. / The anaerobic fermentation of the organic material produces a mixture of gases called biogas. This biogas contains CH4 and CO2 as major components. These two compounds are greenhouse gases and their use are very important from the environmental and economic point of view. The present study aimed to produce synthesis gas (H2/CO), a high-value raw material for the chemical industry, from the oxidative reforming of biogas using oxygen (1.5CH4 +1.0CO2+0.25O2) over NiO-MgO-ZrO2 and NiO-Y2O3-ZrO2 catalysts. These catalysts were prepared by the one-step polymerization method. The variation content of MgO and Y2O3 in each catalyst was studied. These materials were characterized by XRD, TPR, adsorption-desorption of N2, XPS, XAS, SEM and EDX; they were evaluated in the oxidative reforming reaction of a model biogas (molar composition: 1.5 CH4/1CO2) in the presence of oxygen at 750 &deg;C and 1atm, aiming to produce synthesis gas.<br /> The content of MgO in the NiO/MgO/ZrO2 system was varied ranging from 0-100% (0%, 4%, 20%, 40% and 100%mol in relation to ZrO2) , the same contents were used for the Y2O3 in the NiO/Y2O3/ZrO2 system. All catalysts had 20% wt of Ni. The XRD, TPR and XPS confirmed the formation of NiO-MgO and the MgO-ZrO2 solid solutions in the NiO-MgO-ZrO2 catalysts; and NiO-Y2O3 and Y2O3-ZrO2 solid solutions in the NiO-Y2O3-ZrO2 catalysts. These solid solutions together, in the corresponding catalysts, inproved the catalytic performance, leading to high conversion rates and low carbon deposition rates. The optimum MgO content was 20mol% for the NiO/MgO/ZrO2 system and 20% and 40mol% of Y2O3 for the NiO/Y2O3/ZrO2 system. In the NiO-MgO-ZrO2 catalysts, the NiO-MgO solid solution promoted primarily the dry reforming reaction of methane (CH4 + CO2), while in the NiO-Y2O3-ZrO2 catalysts, the Y2O3-ZrO2 solid solution primarily favored the partial oxidation of methane (CH4 + 1/2O2). The Ni20MZ and Ni20YZ catalysts showed promising results for the oxidative reforming of biogas in the presence of oxygen; these catalysts being better than a commercial catalysts (Ni/Al2O3; 20%wt Ni) tested under the same reaction conditions. The H2/CO ratio in the reaction products over the best catalysts was very close to 1.0, which allows its direct use in various processes such as Fischer-Tropsch process, Syngas-to-dimethyl-ether process (STD) and in the synthesis of formaldehyde.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-05Bitstream added on 2014-06-13T18:51:02Z : No. of bitstreams: 1 francajunior_at_me_ilha.pdf: 3807292 bytes, checksum: 07d1813f82693536b087c21646fbc498 (MD5) / No presente trabalho avalia-se uma opção para o aproveitamento energético do biogás gerado numa estação de tratamento de esgoto urbano, com capacidade de tratar os rejeitos provenientes de uma cidade de 1.000.000 de habitantes, através da instalação de um sistema de cogeração de energia, usando tecnologias baseadas em um conjunto turbina a gás e turbina a vapor (Caso 1) ou motor a gás e turbina a vapor (Caso 2), para produção de eletricidade para consumo próprio e de vapor para secagem do lodo. São realizadas análises termodinâmicas e termoeconômicas das duas plantas de cogeração propostas definindo-se índices de desempenho, como eficiências, custos unitários de produção eletricidade, calor e lodo seco, em função dos equipamentos utilizados e custos envolvidos com a implantação, operação e manutenção. Por fim, são realizadas análises econômicas das plantas propostas para verificação da viabilidade da implantação, levando-se em conta as receitas obtidas com a comercialização de créditos de carbono e de lodo como biofertilizante, bem como a diferença de custo entre a eletricidade gerada e a atualmente comprada. Dos indicadores estabelecidos e dos resultados obtidos, pode-se concluir que o primeiro caso parece significativamente mais atrativo do que o segundo. / In the present work an option for the deployment of biogas energy generated at a urban sewage treatment plant with capacity to process the effluents from a city of 1,000,000 inhabitants is studied, considering the installation of a cogeneration power system, using technologies based on a gas turbine and steam turbine set (Case 1) or a gas IC engine and steam turbine set (Case 2), for production of electricity for own consumption as well as steam for drying the sewage residual sludge. Thermoeconomic and thermodynamic analysis are performed for both cogeneration plants proposed, setting up performance indicators, such as efficiencies, unitary costs for production of electricity, heat and dry mud, depending on the equipment and costs involved with the deployment, operation and maintenance. Finally, an economic analysis of the plants proposed is developed for verifying the feasibility of implementation, taking into account the proceeds from the sales of carbon credits and mud as biofertilizer as well as the difference between the costs of electricity generated and currently purchased. From the settings established and results obtained, it can be concluded that the first case seems to be significantly more attractive than the second.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-10Bitstream added on 2014-06-13T20:52:23Z : No. of bitstreams: 1 portes_za_me_botfca.pdf: 650238 bytes, checksum: 5f0b05c83441fa5ab85c14bd88a0f89c (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Nos últimos anos, o setor agropecuário do Brasil vem se modernizando, e com isto provocando um aumento significativo na demanda de energia, no volume de dejetos animais e nos restos de cultura, ocasionando muitas vezes problemas de ordem sanitária, gerando desconforto e perigo à saúde devido o alto teor de substâncias patogênicas presentes nestes resíduos. Uma alternativa bastante eficiente para estes problemas é a reciclagem controlada destes resíduos em biodigestores, que podem converter os dejetos de animais de um problema em um benefício. Pois, a biodigestão resulta em dois subprodutos: um gás rico em metano denominado biogás e um fertilizante, uma espécie de lodo, que é o resíduo da matéria orgânica depois de fermentada, chamado biofertilizante. Desta forma, os biodigestores podem promover o suprimento de energia e fertilizante para os produtores rurais. Este trabalho enfoca a importância dos biodigestores em áreas rurais, apresenta técnicas que auxiliam tanto os projetistas como também os edificadores e operadores de biodigestores, discute os cálculos dos parâmetros para o projeto e construção de biodigestores, considerando os tipos e quantidades de resíduos presentes na propriedade rural e propõe um programa computacional para facilitar tais cálculos. / Lately, the Brazilian farming and cattle rising sector has been improving it self, and hereby, promoting a significant rising on energy demand, on animal screments mass, and a culture residues. It often causes problems of sanitary character, producing discomfort and danger to health due to the strong content of pathogenic substances that appear in these residues. A very efficient alternative is the controlled recycling of these residues in the biodigestors, inverting the problem into benefits, since the biodigestion results in two derivates: an abundant gas in methane, named biogas, and a fertilizer, with a mire aspect, which is the organic matter residue after fermented, named biofertilizer. Thus, the biodigestors may promote energy and fertilizer supply for the agricultural producers. This work focuses on the importance of biodigestors in the field, introduces techniques that help both designers and biodigestor builders and operators. Besides, it discusses the calculus of parameters for the design and building of biodigestors, considering the kind and amounts of residues, which are present at the home farm. Finally, it presents computational software for favoring such calculus.

Submitted by EDER FONZAR GRANATO null (eder1962granato@gmail.com) on 2016-07-18T15:30:51Z No. of bitstreams: 1 TESE EDER FONZAR GRANATO 1962 com ficha.pdf: 2663771 bytes, checksum: 91f29e8fd5aa752f16fc4d9ab7721195 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-19T20:46:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 granato_ef_dr_bot.pdf: 2663771 bytes, checksum: 91f29e8fd5aa752f16fc4d9ab7721195 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-19T20:46:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 granato_ef_dr_bot.pdf: 2663771 bytes, checksum: 91f29e8fd5aa752f16fc4d9ab7721195 (MD5) Previous issue date: 2016-05-25 / O Brasil produz anualmente 30 bilhões de litros de etanol de cana de açúcar com previsão do Ministério de Minas e Energia de atingir 36 bilhões de litros em 2024. A vinhaça é o resíduo líquido, rico em potássio e matéria orgânica que resulta da destilação do etanol, na proporção de 10 a 15 litros de vinhaça para cada litro de etanol. Disposto indevidamente, pode trazer sérios riscos para o ambiente devido ao alto potencial poluidor. Os estados de São Paulo, Paraná e Mato Grosso do Sul, possuem normas específicas sobre disposição desse resíduo, mas não atingem por completo o objetivo de controlar e mitigar os problemas, pois a disposição final da vinhaça se resume unicamente na fertirrigação sem qualquer outro tratamento. No presente trabalho, realizado no Laboratório de Biomassa do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da UNESP de Jaboticabal, analisou-se a biodigestão anaeróbia da vinhaça, caracterizando-se a produção de biogás e a redução do potencial poluidor. Para tanto, foram efetuados estudos de viabilidade técnica da biodigestão anaeróbia da vinhaça analisando os parâmetros: neutralização do pH da vinhaça, utilização do reciclo e estabilização da temperatura da vinhaça. Para os três parâmetros citados foram registrados e analisados dados referentes a: produção de biogás (m3), composição do biogás (% de CH4 e CO2) e redução do potencial poluidor da vinhaça após biodigestão anaeróbia (DQO). No que diz respeito a produção do biogás, os resultados considerados relevantes foram na correção do pH (aumento de 97,5%) e no aquecimento do afluente (aumento de 79%). Em relação a composição do biogás, obteve-se, aumento de 9% de metano redução de 3,6% de dióxido de carbono quando se aquece o afluente. Quando se utiliza reciclo a redução de DQO aumentou em 50% e o aquecimento do afluente permitiu aumentou a redução em 62%, demonstrando a viabilidade técnica do presente estudo. Para se determinar a viabilidade econômica foram efetuados estudos referentes a: Demonstração do Fluxo de Caixa, Valor Presente Liquido, Taxa Interna de Retorno e Payback Descontado. Em relação ao Valor Presente Liquido, o resultado obtido foi de R$ 2.179.331,76, maior que zero. A Taxa Interna de Retorno foi de 8%, maior que 7,5% (Taxa Atrativa Mínima). O retorno do investimento pelo cálculo do Payback Descontado será em 5,54 anos, provando assim que o projeto é viável economicamente. / The Brazil annually produces 30 billion liters of ethanol from sugar cane with the Ministry of Mines and Energy forecast to reach 36 billion liters in 2024. The stillage is the liquid waste, rich in potassium and organic matter resulting from the distillation of ethanol in the proportion of 10 to 15 liters of vinasse per liter of ethanol. Willing improperly, can pose serious risks to the environment due to the high pollution potential. The states of São Paulo, Paraná and Mato Grosso do Sul, have specific rules on disposal of this waste, but do not reach completely in order to control and mitigate the problems because the final disposal of vinasse comes down solely in fertigation without any other treatment . In this study, conducted at the Laboratory of Biomass Department of Rural Engineering of the Faculty of Agricultural and Veterinary Sciences of Jaboticabal UNESP, analyzed the anaerobic digestion of vinasse, characterizing the production of biogas and reduce the pollution potential. Therefore, technical feasibility studies of anaerobic digestion of vinasse were made by analyzing the parameters: pH neutralization of vinasse, use of recycling and stabilization of vinasse temperature. For the three mentioned parameters were recorded and analyzed data for: biogas production (m3), biogas composition (% CH4 and CO2) and reduced pollution potential of vinasse after anaerobic digestion (COD). As regards the production of biogas, the results were considered significant at pH correction (increase of 97.5%) and heating the influent (79% increase). For biogas composition was obtained, an increase of 9% methane 3.6% reduction of carbon dioxide when heated affluent. When COD reduction using recycled increased by 50% and heating affluent allowed increased the reduction by 62%, demonstrating the technical feasibility of this study. To determine the economic feasibility studies were made regarding: Cash Flow Statement, Net Present Value, Internal Rate of Return and Discounted Payback. Regarding the Net Present Value, the result was of R$ 2,179,331.76, greater than zero. The internal rate of return was 8%, higher than 7.5% (rate Attractive Minimum). The return on investment by calculating the Discounted Payback will be 5.54 years, thus proving that the project is economically viable.

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Coorientador: Ana Cláudia Ruggieri / Banca: João Antonio Galbiatti / Banca: Valdo Rodrigues Herling / Resumo: Tendo em vista o aumento no número de confinamentos e todos os problemas ambientais gerados pela grande quantidade de dejetos depositados em uma área reduzida, o trabalho visa contribuir com informações que viabilizem a sustentabilidade na criação de bovinos de corte em sistemas intensivos, fomentando a integração de sistemas de criação animal e culturas vegetais, por meio do manejo adequado dos resíduos gerados e posterior aproveitamento na adubação de culturas. Para tanto, objetivou-se com o presente desenvolver os processos de biodigestão anaeróbia e compostagem, avaliando a produção e qualidade do biogás, biofertilizante e composto gerados. Avaliar a aplicação de adubo orgânico (biofertilizante e composto) e adubo mineral em pasto cultivado com a planta forrageira Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia. Foram utilizados os dejetos gerados por bovinos de corte confinados. O material foi destinado à formação de leiras de compostagem e ao abastecimento de biodigestores anaeróbios. O biofertilizante e o composto gerados foram utilizados na adubação da planta forrageira. O uso de adubo mineral promoveu as maiores quantidades de massa de forragem em relação aos demais. As plantas adubadas com biofertilizante obteve a melhor relação lâmina foliar:colmo (1,88). Os teores de proteína na lâmina foliar variaram de 15,62% a 9,2%. A composição bromatológica da forragem da área adubada com adubo orgânico (biofertilizante e composto) foi superior aos da forragem da área adubada com adubo mineral. A adoção da adubação orgânica foi viável, não somente como proposta de modelo de produção sustentável, mas também como forma de incrementar o lucro gerado na atividade / Abstract: Given the increase in number of confinements and all the environmental problems caused by the large amount of waste deposited in a small area, the work aims to contribute information that will enable sustainability in the farming of beef cattle in intensive systems, fostering systems integration, animal husbandry and crops, through the proper management of waste generated and further use in the fertilization of cultures. To do so, with the objective to develop the processes of this anaerobic digestion and composting, evaluating the yield and quality of gas, fertilizer and compost generated. To evaluate the application of organic manure (compost tea and compost) and mineral fertilizer in the pasture cultivated with forage grass Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania. We used the manure generated by beef cattle. The material was used for the formation of windrows for composting and anaerobic digesters to supply. The biofertilizer and compost generated were used in the fertilization of forage. The use of mineral fertilizer produced the greatest amounts of dry matter in relation to others. Plants fertilized with biofertilizer had the best leaf blade: stem ratio (1.88). The protein contents in leaf blade ranged from 15.62% to 9.2%. The chemical composition of the forage area fertilized with organic fertilizer (compost tea and compost) was greater than the area of forage fertilized with mineral fertilizer. The adoption of organic manure was feasible, not only as a proposed model of sustainable production, but also as a way of increasing the profit generated in the activity / Mestre

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Pedro Sérgio Fadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AntonioCarlosdos_M.pdf: 4339309 bytes, checksum: 8c2a2b650382806186dfd588a5c69deb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No presente trabalho foi verificada a contribuição nas emissões de metano para a atmosfera da Estação de Tratamento de Esgoto de Jundiaí, em duas campanhas de coletas em suas lagoas de decantação, com as amostragens sendo realizadas em pontos próximos à entrada e à saída das lagoas. Utilizou-se um coletor de gás semelhante ao concentrador de gás interno do reator UASB, a técnica da câmara estática para amostragem dos fluxos totais e a câmara estática adaptada para a coleta dos fluxos difusivos, na qual foi instalado um anteparo para impedir a coleta dos fluxos ebulitivos. Para a análise dos fluxos foram medidas as variáveis ambientais, pressão e temperatura. Os fluxos foram medidos e divididos por tipo: difusivos (liberados para a atmosfera por meio da difusão mássica) e ebulitivos (liberados para a atmosfera por meio de bolhas). O fluxo ebulitivo representou cerca de 95% da liberação total de metano para a atmosfera, e um valor médio de 9.008 mg CH4/m2 d. O fluxo difusivo teve valor médio de 421 mg CH4/m2 d. Devido a pouca variação nas temperaturas não foi possível verificar a sua correlação com os fluxos de metano. Porém com a altura do manto de lodo no interior das lagoas a correlação foi direta. Na estimativa do potencial energético do metano, os 471 kg CH4/d que poderiam ser recuperados, gerariam até 196 MWh/mês de energia elétrica, desconsiderando-se as perdas do sistema. Considerando-se o fluxo total médio e a área total das quatro lagoas de decantação, a emissão anual de metano foi de 264 Mg CH4. Estas estimativas ainda conservam uma incerteza devido às extrapolações das medidas realizadas / Abstract: In the present work was estimated the contribution of methane emission to the global atmosphere. In this study were realized two campaigns of collections in the settling ponds n.°03 (2008) and n.°04 (2010) with sampling operation being carried out in points coming into and out of the lagoons. A gas collector has been utilized as the UASB inner gas keeper and the static chamber technique to samples of the total flux, that chamber was adapted to collect diffusive flux in which was settled a screen to prevent bubble flux. To the flux analyses were measured some environmental variable mainly the temperature, and divided by type: diffusive (released to the atmosphere through the massive diffusion) and bubble (released to the atmosphere through bubble). The bubble flux submitted about 95% of the total methane liberation to the atmosphere and submitted an average value of 9.008 mgCH4/m².day. The diffusive flux submitted an average value of 421 mgCH4/m².day. Due of a little variation in the temperature it was not possible to verify the co-relation between methane flux with the temperatures. In spite of the height backlog of sludge in the deep of collection the direct co-relation was obtained. In the energetic potential of methane was estimated 471 kgCH4/day that could be recovered, would generate until 196 MWh/month of energy ignoring the system loss. Considering the average total flux of total area of the collection decantation lagoons, the annual emission of methane was 264 MgCH4 (Mega grams of methane). Those estimates still retain an uncertainty due extrapolations of the measures carried out / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jordan_RodrigoAparecido_D.pdf: 4151251 bytes, checksum: 5f295ce6aad3424e1d906a806a3d8275 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A geração de energia térmica é de grande importância na agroindústria de laticínios para conservação e qualidade do leite. Como a energia elétrica é a fonte principal utilizada para geração de energia térmica, o setor leiteiro enfrenta atualmente, dois problemas: um relacionado ao custo da energia elétrica, onerando a produção; o outro, relacionado à distância das propriedades rurais das redes de energia elétrica, limitando a utilização de sistemas de refrigeração que contribuiriam para uma melhoria significativa na qualidade do leite produzido, evitando-se perdas por falta de tratamento térmico adequado. Devido à baixa qualidade da energia elétrica rural, com grandes oscilações de tensão, é freqüente, em propriedades leiteiras, acontecer a queima prematura do equipamento de refrigeração. Neste caso, além do prejuízo com o equipamento, o produtor ainda tem que amargar o prejuízo com a perda da produção. Nos laticínios produtores de leite tipo ¿A¿, além da necessidade da geração de ¿frio¿ para resfriamento do leite, é necessário também, a produção de água quente em torno de 50 ºC a 60 ºC para limpeza das instalações e equipamentos de ordenha e processamento. Em geral é utilizado aquecimento elétrico com emprego de resistências, aumentando ainda mais o consumo de energia elétrica. Os aquecedores elétricos são de grande potência e elevado consumo. Diante do problema levantado e a necessidade de buscar alternativas mais econômicas, foi desenvolvida uma bomba de calor água-água para produção simultânea de gelo ou solução gelada para resfriamento do leite e água quente para limpeza e desinfecção das instalações e equipamentos. Para acionamento desta bomba de calor foi utilizado um motor à combustão convertido para gás, permitindo o uso do biogás proveniente da digestão anaeróbia dos dejetos bovinos, proporcionando assim uma fonte barata e renovável de energia, além do tratamento correto dos dejetos presentes em grande quantidade nestas instalações e, também, em contrapartida, a produção de biofertilizante de ótima qualidade. Foram montados três protótipos, onde dois foram instalados em laboratório e um a campo para testes com biogás. Os resultados obtidos mostraram um potencial de economia com a redução dos custos com energia da ordem de 92% quando comparado o desempenho econômico da bomba de calor a biogás em relação ao equipamento de refrigeração e ao aquecedor elétrico. O potencial de economia da bomba de calor quando acionada com energia elétrica foi da ordem de 65 % / Abstract: The generation of thermal energy is of great importance in the dairy industry for its conservation and quality of the milk. As the electric energy is the main source used for generation of thermal energy, the dairy industries faces now, two problems: one related at the cost of the electric energy, elevating the production cost; the other, related with the distance of the rural properties to the electricity gird, limiting the use of refrigeration systems. Due to the low quality of the rural electric energy, with great tension oscillations, it is frequent, in dairy farm, premature refrigeration equipment of refrigeration damage. In this case, besides the damage with the equipment, the producer still has the loss associated with the production. In the production milk type " A", besides the need of the generation of " cold " effect, is also necessary, the production of hot water (around 50 ºC to 60 ºC) for cleaning of the facilities and processing equipments. In general electric heating is conducted with resistances, increasing the loss and the bill paid by the producers. The electric heaters are of great power and high consumption. Due to the present problem and the need to look for economics alternatives, a water-to-water heat pump was developed for simultaneous production of ice or water frozen for cooling of the milk and hot water for cleaning and disinfection of the facilities and equipment. For operation of the developed heat pump a gas converted engine motor was used, allowing the use of the biogas produced by cow manure biodigestion, this provides a low cost source of rewable energy, besides the adequate treatment of the animal wastes and the production of bio-fertilizer of great quality. Three prototypes were assembled, two were installed in the laboratory and one in the field, for tests with biogas. The obtained results showed a potential of economy of the order of 92% when compared the refrigeration equipment and the electric heater. When compared with electric energy, the potential of economy of the heat pump still was in the order of 65% / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola