Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-13Bitstream added on 2014-06-13T20:05:39Z : No. of bitstreams: 1 000737944.pdf: 2038383 bytes, checksum: d15c636d456527d2a655711aab252daa (MD5) / Muitos fatores interferem na produção de biogás, mas pouco se sabe como eles interagem entre si ou qual é a melhor combinação entre eles. O objetivo deste estudo foi buscar a melhor combinação de fatores que podem ser manipulados a fim de otimizar a produção de biogás e também desenvolver equações capazes de predizer a produção de biogás e a produção de metano do dejeto caprino. Para avaliar a digestão anaeróbia de dejetos de cabras foram utilizados 24 biodigestores distribuídos em esquema fatorial 3x3x3x2, e considerados os seguintes fatores: temperatura (20,11ºC; 21,48ºC; 30,24ºC; 33,74ºC e 34,67ºC); pH (6,8; 6,84; 7,0; 7,15; 7,22); sólidos totais (2,63%; 3,53%; 4,46%; 6,85%; 6,87%) e da forma do dejeto (cíbalas inteira e cíbalas quebradas) em um desenho experimental composto central, submetidos a 49 dias de fermentação. A produção de biogás foi significativamente dependente da interação entre temperatura, pH e sólidos totais, cujo melhor volume de produção de biogás foi obtido nas condições de 34,67 ºC; pH 7 e 6,87% de sólidos totais, respectivamente, as equações de predição de biogás e metano podem ser utilizadas como forma de manejo e gerenciamento do capril / Many factors affect the production of biogas, but is unknown how they interact each other or what is the best combination of then. The aim of this study was to seek the best combination of factors that can be manipulated to optimize biogas production and also develop equations capable of predicting the production of biogas and methane production of goat manure. To evaluate the anaerobic digestion of manure from goats, 24 digesters were used in a factorial scheme 3x3x3x2, and considered the following factors: temperature (20.11º C, 21.48º C, 30.24º C, 33.74º C and 34.67º C), pH (6.8, 6.84, 7.0, 7.15, 7.22), total solids (2.63%, 3.53%, 4.46%, 6.85%, 6.87%) and the form of manure (feces broken and whole) in a central composite design, submitted to 49 days of fermentation. The biogas production was significantly dependent on the interaction between temperature, pH and total solids, whose best volume of biogas production was achieved under the conditions of 34,67 ° C, pH 7 and 6.87% total solids, respectively, the equations prediction of biogas and methane can be used as a form of management and administration of the goat culture

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:46:45Z : No. of bitstreams: 1 godoyjunior_e_dr_guara.pdf: 1961718 bytes, checksum: 5a6eed31632ec8bdfaa7ca03a55195ef (MD5) / O presente trabalho trata do desenvolvimento, do processo construtivo, da implantação e da análise técnica, econômica e ambiental de uma miniETERA (miniestação ecoeficiente de tratamento de esgoto e reuso de águas), em PVC e concreto armado, associada a um sistema de cogeração de energia a biogás e a um sistema registrador e queimador de biogás para baixas vazões. A miniETERA é composta por três digestores anaeróbios de fluxo ascendente, em manto de lodo, do tipo UASB (upflow anaerobic slodge blancket) modificado, dispostos em série, formando cascata, seguido de um digestor híbrido aeróbio (com ar) e anóxio (sem ar na presença de nitrato). Para efeito do trabalho foi avaliada a eficiência dos reatores UASB, cuja redução média da DQO (demanda química de oxigênio) do efluente foi de 80,1%, sem a utilização de elementos eletromecânicos. O biogás produzido pelo sistema apresentou concentração média de 57,99% de metano no UASB I, devida à hidrólise, e de 80,45% de metano no UASB II, devida essencialmente à atividade metanogênica. O sistema compacto de cogeração de energia desenvolvido é composto por um motogerador de potência nominal de 5,5 kW a gasolina, convertido a biogás e/ou gás natural a baixa pressão (GNBP), acoplado a um trocador de calor gás/água, para a geração de energia elétrica e água quente. O cogerador compacto foi testado experimentalmente, utilizando biogás oriundo do tratamento anaeróbio de resíduo avícola, com uma porcentagem de 60% de metano; obteve-se uma potência útil de 2,6 kW e, no caso do uso de GNBP, a partir de GNV (gás natural veicular) despressurizado, obteve-se uma potência útil de 4,2 kW. O reuso de água foi feito por meio de sistema de fertirrigação de um bosque em 12 formação, com o efluente tratado. A análise técnica e econômica... / This paper deals with the development of the constructive process, and deployment of technical, economic and environmental dimensions of a EMSTWR (ecoefficient ministation of sewage treatment and water reuse), PVC and concrete, coupled with a cogeneration system to biogas energy system and a recorder and burner biogas for low flow. The Miniet is composed of two anaerobic digesters in upflow sludge blanket, UASB type (Upflow Anaerobic slodge blancket) modified, arranged in series forming cascade, followed by an aerobic digester Hybrid (air) and anóxio (no air in the presence nitrate) for the purpose of this study was to evaluate the efficiency of UASB reactors, whose average reduction of COD (chemical oxygen demand) of the effluent was 80.1% without the use of electromechanical components. The biogas produced by the system showed an average concentration of 57.99% methane in UASB I, due to hydrolysis, and 80.454% methane in UASB II, mainly due to methanogenic activity. The compact cogeneration power developed is composed of a motogenerator rated at 5.5 kW gasoline, or converted to biogas and natural gas at low pressure (NGLP) coupled to a heat exchanger gas / water for the generation electricity and warm water. The compact cogenerator was tested experimentally using biogas originating from anaerobic treatment of poultry manure, with a percentage of 60% methane, we obtained an output of 2.6 kW, and in case of using NGLP from NGV (Natural Gas Vehicle) depressurized, we obtained an output of 4.2 kW. Reuse of water was done through fertigation system in formation of a forest, with the treated effluent. A technical and economic analysis of EMSTWR compared with traditional systems of 14 sewage treatment, was interesting from the standpoint of environmental, energy and economic... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-10Bitstream added on 2015-04-09T12:47:20Z : No. of bitstreams: 1 000817179.pdf: 1067640 bytes, checksum: 52c5a41a2af416b0397225f0322b6eb3 (MD5) / Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator UASB na faixa de temperatura mesofílica utilizando o melaço de cana-de-açúcar diluído como substrato. O reator UASB foi operado TDH de 24 h com COV médias de até 15 g DQOtotal (L d)-1 e foi utilizada a recirculação total do efluente do reator UASB, para diluir o melaço. O inoculo utilizado era proveniente de um reator UASB termofílico tratando vinhaça. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,97 N LCH4 (L d)-1 e de 0,194 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente, o que indicou a adaptação da microbiota utilizando melaço de cana-de-açúcar, desde que seja realizada a suplementação de alcalinidade, nitrogênio e fósforo. Foram observados valores médios de remoção de demanda química de oxigênio, de 64 a 72%, com base na DQOtotal do melaço adicionado.Também avaliou-se o desempenho de dois reatores UASB em série na faixa de temperatura termofílica utilizando a vinhaça diluída como substrato. Os reatores foram operados com TDH de 16 e 7,5 h, respectivamente e COV média de 20 e 35 g DQOtotal (L d)-1 , respectivamente. O inoculo utilizado era proveniente do reator UASB mesofilico tratando melaço. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,46 N LCH4 (L d)-1 e de 0,16 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente ... / This study evaluate the performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the mesophilic temperature range using molasses sugar cane diluted as substrate. The UASB reactor operated at a hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and organic load rate (OLR) averages of up to 15 g total COD (L d)-1 and total recirculation of the effluent of the UASB reactor was used to dilute the molasses. The inoculum used was from a thermophilic UASB reactor treating vinasse. Volumetric and specific yields of methane from methane production to 0.97 N LCH4 (L d) -1 and 0.194 L CH4 (g total COD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of microorganisms using molasses were observed sugar-provided supplemental alkalinity, nitrogen and phosphorus is performed. Remove values of chemical oxygen demand of 64 at 72%, with base addition molasses. Also evaluated the performance of two UASB reactors in series in the thermophilic temperature range using the diluted vinasse as substrate. The reactors were operated at HRT of 16 and 7.5 h, respectively, and average OLR of 20 and 35 g total COD (L d) -1, respectively. The inoculum used was derived from mesophilic UASB reactor treating molasses. Specific and volumetric yield of methane production LCH4 to 0.46 N (L d) -1 and 0.16 L CH4 (g totalCOD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of the microorganisms were observed

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-23. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:50Z : No. of bitstreams: 1 000841536_20160423.pdf: 83798 bytes, checksum: 6db83f629a90247c2ad614e21daaa094 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-04-25T15:55:52Z: 000841536_20160423.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-25T15:56:50Z : No. of bitstreams: 1 000841536.pdf: 3843368 bytes, checksum: 1266cc0ead48b293912f718139635820 (MD5) / 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... / 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...

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:48:05Z : No. of bitstreams: 1 000845451.pdf: 1302528 bytes, checksum: 450dffcecdd57a38bedcdd8672ae5b13 (MD5) / Quatro reatores anaeróbios horizontais de leito fixo e alta taxa instalados em série, com alimentação contínua foram utilizados para avaliar a remoção de matéria orgânica, coliformes e nutrientes e também a produção de metano no processo de co-digestão anaeróbia utilizando como substrato diferentes concentrações de resíduo vegetal (tomate e banana) e águas residuárias de suinocultura. Análises físico-químicas foram realizadas nos afluentes e efluentes, afim de verificar a estabilidade do sistema. Os resultados demonstraram eficiência de tamponamento no processo, mantendo pH próximo a 7,0. No primeiro reator (R1) ocorreu a maior produção volumétrica de metano com valor médio de 1,08 L CH4 (L d-1) com COV de 11 g DQO (Ld)-1. A maior produção específica de metano ocorreu no R1 no começo do ensaio 4 com valor de 0,25 L CH4 g DQOtotal removida, equivalente a 88% da DQOtotal removida foi convertida em metano. Já a produção específica de metano por g DQOdiss foi maior com aplicação da COV de 5,5 g DQO (Ld)-1 no primeiro reator. A porcentagem de CH4 no biogás diminuiu quando houve acréscimo de resíduo vegetal no afluente. O sistema (R1+R2+R3+R4) melhorou a qualidade do afluente com remoções de 99,99% de coliformes totais e termotolerantes, assim como remoções máximas de 95% de DQOtotal, 86% de DQO dissolvida, 97% de SST e 98% de SSV. No sistema também ocorreram remoções acentuadas de macro e micronutrientes (86, 75, 95, 99, 96, 63 e 83% de P-total, Mg, Zn, Cu, Mn, N total e Fe respectivamente), além da produção de lodo com relação SV/ST para fins de utilização agrícola. Análise do perfil dos reatores demonstrou que para remoção de matéria orgânica e produção de biogás seria necessário somente três reatores, mas para... / Four horizontal fixed bed and high rate reactors were used to evaluate the removal of organic matter, coliforms and nutrients and also the production of methane in anaerobic co-digestion process using as a substrate different concentrations of vegetable waste (tomato and banana) and swine wastewater. Physical and chemical analyzes were performed in the influent and effluent in order to verify system stability. The results showed buffering efficiency in the process, maintaining the pH near 7,0. The first reactor (R1) occurred the maximum volumetric production of methane with average values of 1,08 L CH4 (Ld-1) with OLR of 11 g DQO (Ld)-1. The biggest specific production of methane occurred at the beginning of the test 4 with 0,25 L CH4 g total COD removed in the R1, equivalent to 88% of total COD removed was converted to methane. The specific production of methane g dissolved COD was higher with application of OLR of 5,5 g COD (Ld) -1 the first reactor. The CH4 decreased when there was vegetable waste increase in inffluent. The system (R1+R2+R3+R4) improved the quality of the inffluent with removal of 99,99% of total and fecal coliforms as well as maximum removal of 95% of total COD, 86% of dissolved COD, 97% of TSS and 98% of VSS. The system also occurred accentuated removal of macro and micronutrients (86, 75, 95, 99, 96, 63 and 83% of total P, Mg, Zn, Cu, Mn, Fe and total nitrogen respectively), and sludge production with relationship SV/ST for agricultural use. Reactors profile analysis demonstrated removal of the organic matter and production of biogas would need only three reactors ...

Neste trabalho, foi desenvolvido e colocado em funcionamento, por 295 horas, um protótipo de sistema de geração de energia de baixo custo que utiliza biogás proveniente de um aterro sanitário em Porto Alegre (RS – Brasil). Idealizado para a utilização da energia no manejo de um aterro sanitário durante o tempo de vida útil do mesmo. Também aplicável para processos industriais que gerem resíduos orgânicos e que devem ser tratados biologicamente. Consiste de um motor de combustão interna acoplado a um motor assíncrono capaz de gerar até 5 kW em 220 volts em três fases com 89% das medições dentro do padrão adequado, 9,9% precárias e 1,1% críticas, sendo as últimas preconizadas para 2004 pela agência reguladora em 7% e 1,1%, respectivamente. O biogás necessário para o funcionamento do protótipo é da ordem de 10,5 a 13,8 kg/h, com tratamento mínimo, ascendendo através de limalhas de aço em um recipiente onde também são retidos os condensados. O custo do quilowatt-hora para um sistema semelhante, mas com um poder de geração maior, na faixa de 40kW, foi estimado em torno de US$0,04, valor que incorpora o custeio do equipamento mais o investimento de instalação. Concluiu-se que o sistema é operacional e pode em curto prazo ser utilizado para o manejo sustentável de um aterro sanitário. No aspecto impacto ambiental, a partir de uma análise exergética baseada nos indicadores ambientais: eficiência exergética ambiental (η ex. amb.) e razão de poluição total (R pol), o sistema representa uma alternativa vantajosa à queima simples do biogás, tendo rendimento exergético ambiental (η ex. amb.), da ordem de 8 vezes maior e uma razão de poluição total (R pol), 10 vezes menor. No aspecto econômico compete com vantagem com qualquer outro energético. / This work developed and put in operation, for 295 hours, a prototype of low cost energy generation system that uses biogas originated from a sanitary landfill in Porto Alegre (RSBrazil). It was idealized for the use of the energy in the sanitary landfill handling its useful life time. Also applicable for industrial processes that generate organic residues and that should be treated biologically. It consists of a coupled internal combustion engine in an asynchronous motor capable of generating up to 5 kW in 220 volts in three phases, with 89% of measurements of the appropriate pattern, 9,9 % precarious and 1,1% critical, being the last ones required for 2004 by the regulatory agency in 7% and 1,1%, respectively. The necessary biogas for the prototype operation is ordered than 10,5 to 13,8 kg/h, with minimum treatment, ascending through steel filings in a container where also condensed ones are kept. The cost of kilowatthour for a similar system, but with a larger generation power, in the range of 40kW, it was estimated about US$0,04, value that incorporates the installation investment and costs of operation. It was concluded that the system is operational and it can be used for the maintainable handling of a sanitary landfill in a short period. In the aspect of environmental impact, starting from an analysis exergy based on environmental indexes: environmental exergy efficiency (η ex. amb.) and total pollution rate (R pol), the system is an advantageous alternative to a simple burning of biogas, having an environmental income of exergy efficiency (η ex. amb.), 8 times bigger and a total pollution rate (R pol), 10 times smaller. In the economical aspect it competes advantageously with any other energy.

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: Marcelo Henrique Otenio / Banca: Mauro dal Secco Oliveira / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Resumo: Objetivou-se avaliar a produção e a qualidade do biogás, bem como o potencial de produção de biogás e a redução dos teores de sólidos voláteis (SV), a partir de dejetos da pecuária leiteira com a adição de um biorremediador em concentrações recomendadas pelo fabricante nos afluentes, em biodigestores contínuos manejados com 30 dias de retenção. Foram utilizados 16 biodigestores com os seguintes tratamentos: com separação (CS), com separação + B (CS+B), sem separação (SS), sem separação + B (SS+B). O experimento teve duração de 63 dias. O volume de biogás para o tratamento CS+B foi de 0,6653 e para o CS foi de 0,6266 m3, já os tratamentos SS e SS+B foram respectivamente, 0,7733 e 0,8852 m3. Os potencias de produção por quilograma de ST e SV adicionados e reduzidos foram superiores para os tratamentos em que houve a separação da fração solida, indicando a melhor eficiência do processo de biodigestão anaeróbia quando a fração sólida foi separada. A concentração de metano no biogás para o tratamento CS foi maior em relação ao SS, isso pode ser atribuído a presença de nutrientes solúveis no afluente. A produção total, produção diária, produção por quilograma de estrume e produção por quilograma de substrato de biogás, foram maiores nos tratamentos em que houve a adição do biorremediador, indicando que as bactérias presentes, principalmente o Bacillus subtilis, produzem enzimas, dentre elas, as amilases, proteases e lipases, que atuaram nas primeiras etapas da biodigestão anaeróbia (hidrólise e na acidogênese) degradando os amidos, proteínas e lipídeos, aumentando assim a produção de biogás / Abstract: This study aimed to evaluate the production and quality of biogas, as well as the potential for biogas production and reduced levels of volatile solids (VS) from dairy cattle manure with the addition of a biorremediator at concentrations recommended by the manufacturer in tributaries in continuous digesters managed 30 days in detention. Sixteen digesters were used with the following treatments: with separation (CS), with B + separation (CS + B), without separation (SS), without separation + B (B + SS). The experiment lasted 63 days. The amount of biogas for the treatment CS + B was 0.6653 and the CS was 0.6266 m3, since the treatments SS and SS + B were respectively 0.7733 and 0.8852 m3. The potential production per kilogram of TS and VS added and reduced were higher for treatments where there was the separation of the solid fraction, indicating the best efficiency of anaerobic digestion when the solid fraction was separated. The concentration of methane in the biogas in the treatment CS was higher compared to the SS, this can be attributed to the presence of soluble nutrients in the influent. Total production, daily production, production per kilogram of manure and production per kilogram of substrate for biogas were higher in treatments where there was the addition of biorremediator, indicating that the bacteria, especially Bacillus subtilis, produce enzymes, among them, amylases, proteases and lipases, which acted in the early stages of anaerobic digestion (hydrolysis and acidogenesis) degrading starches, proteins and lipids, thereby increasing biogas production / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: David Ferreira Lopes / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Resumo: A tecnologia de biodigestão anaeróbia desperta interesse, por apresentar vantagens como a geração de energia elétrica, a redução da poluição dos recursos hídricos, do solo e do ar, com a produção de biogás e biofertilizante; produtos de elevado valor agregado à atividade agropecuária. Objetivou-se avaliar, tecnicamente e economicamente, o efeito da co-digestão de tubérculos de batata doce, com dejetos de bovinos leiteiros confinados, em relação aos potenciais de produção e qualidade do biogás e do biofertilizante, utilizando-se biodigestores de regime semicontínuo. O experimento foi dividido em duas etapas, ensaio de biodigestão anaeróbia e análise de viabilidade econômica. A primeira etapa teve duração de seis meses avaliando-se a inclusão de diferentes quantidades de batata doce (0%, 20%, 30%, 40%, 50%) em relação ao dejeto. Foram abastecidos 20 biodigestores sendo cinco tratamentos com quatro repetições. Para análise dos dados considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se o programa Sigmaplot 12.0 com nível de significância de 5%. Na segunda etapa foram definidos os gastos e as receitas geradas com a implantação de biodigestores para cinco cenários estimados, cada qual, com 200 bovinos leiteiros, sendo os dejetos gerados por esses, co-digeridos com diferentes porcentagens de batata doce (0%, 20%, 30%, 40% e 50%). Por meio das técnicas do fluxo de caixa descontado, Valor Presente Líquido, Taxa Interna de Retorno, Payback descontado e Índice de lucrat... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Anaerobic biodigestion technology is of interest because it presents advantages such as the generation of electric energy, the reduction of pollution of water, soil, and air resources, with the production of biogas and biofertilizer; products of high added value to the livestock activity. The objective of this study was to evaluate, technically and economically, the effect of co-digestion of sweet potato root with confined dairy cattle's waste, in relation to the quantity and quality of the biogas and the quality of the biofertilizer, using biodigesters of semicontinuous regime. The experiment was divided into two stages, anaerobic biodigestion test and economic viability analysis. The first stage lasted six months, evaluating the inclusion of different percentage of sweet potatoes (0%, 20%, 30%, 40%, 50%) in relation to the waste. Twenty biodigesters were supplied of five treatments with four repetitions. For data analysis, a completely randomized design was used, using the Sigmaplot 12.0 program with a significance level of 5%. In the second stage, the outgoing and income generated with the implantation of biodigesters for five scenarios were estimated, each one with 200 dairy cattle, and the wastes generated by them, co-digested with different percentages of sweet potatoes (0%, 20 %, 30%, 40% and 50%). The economic data were analyzed.through the techniques of discounted cash flow, Net Present Value, Internal Rate of Return, Discounted Payback and Profitability Index. The addition of sweet potatoes to biodigesters with bovine milk manures increased linearly the production of biogas and methane as the proportions of sweet potatoes increased. The concentrations of methane were between 63% and 65.5%, characterizing the biogas obtained as good quality. The concentrations of nitrogen found in the biofertilizer increased in proportion to the increase of sweet potato, since the concentrations ... / Mestre

Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Valderi Duarte Leite / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Banca: Valéria Del Nery / Resumo: Quatro reatores anaeróbios horizontais de leito fixo e alta taxa instalados em série, com alimentação contínua foram utilizados para avaliar a remoção de matéria orgânica, coliformes e nutrientes e também a produção de metano no processo de co-digestão anaeróbia utilizando como substrato diferentes concentrações de resíduo vegetal (tomate e banana) e águas residuárias de suinocultura. Análises físico-químicas foram realizadas nos afluentes e efluentes, afim de verificar a estabilidade do sistema. Os resultados demonstraram eficiência de tamponamento no processo, mantendo pH próximo a 7,0. No primeiro reator (R1) ocorreu a maior produção volumétrica de metano com valor médio de 1,08 L CH4 (L d-1) com COV de 11 g DQO (Ld)-1. A maior produção específica de metano ocorreu no R1 no começo do ensaio 4 com valor de 0,25 L CH4 g DQOtotal removida, equivalente a 88% da DQOtotal removida foi convertida em metano. Já a produção específica de metano por g DQOdiss foi maior com aplicação da COV de 5,5 g DQO (Ld)-1 no primeiro reator. A porcentagem de CH4 no biogás diminuiu quando houve acréscimo de resíduo vegetal no afluente. O sistema (R1+R2+R3+R4) melhorou a qualidade do afluente com remoções de 99,99% de coliformes totais e termotolerantes, assim como remoções máximas de 95% de DQOtotal, 86% de DQO dissolvida, 97% de SST e 98% de SSV. No sistema também ocorreram remoções acentuadas de macro e micronutrientes (86, 75, 95, 99, 96, 63 e 83% de P-total, Mg, Zn, Cu, Mn, N total e Fe respectivamente), além da produção de lodo com relação SV/ST para fins de utilização agrícola. Análise do perfil dos reatores demonstrou que para remoção de matéria orgânica e produção de biogás seria necessário somente três reatores, mas para... / Abstract: Four horizontal fixed bed and high rate reactors were used to evaluate the removal of organic matter, coliforms and nutrients and also the production of methane in anaerobic co-digestion process using as a substrate different concentrations of vegetable waste (tomato and banana) and swine wastewater. Physical and chemical analyzes were performed in the influent and effluent in order to verify system stability. The results showed buffering efficiency in the process, maintaining the pH near 7,0. The first reactor (R1) occurred the maximum volumetric production of methane with average values of 1,08 L CH4 (Ld-1) with OLR of 11 g DQO (Ld)-1. The biggest specific production of methane occurred at the beginning of the test 4 with 0,25 L CH4 g total COD removed in the R1, equivalent to 88% of total COD removed was converted to methane. The specific production of methane g dissolved COD was higher with application of OLR of 5,5 g COD (Ld) -1 the first reactor. The CH4 decreased when there was vegetable waste increase in inffluent. The system (R1+R2+R3+R4) improved the quality of the inffluent with removal of 99,99% of total and fecal coliforms as well as maximum removal of 95% of total COD, 86% of dissolved COD, 97% of TSS and 98% of VSS. The system also occurred accentuated removal of macro and micronutrients (86, 75, 95, 99, 96, 63 and 83% of total P, Mg, Zn, Cu, Mn, Fe and total nitrogen respectively), and sludge production with relationship SV/ST for agricultural use. Reactors profile analysis demonstrated removal of the organic matter and production of biogas would need only three reactors ... / Mestre

I detta examensarbete studerades metanpotentialen för brunalger och rödalger som hämtades vid två olika tillfällen. Förutsättningarna för att tång och alger ska kunna användas som substrat för biogasproduktion samt vilken miljönytta som kan uppnås undersöktes också.  Satsvisa försök har gjorts i laboratoriemiljö genom att ta reda på metanpotentialen för de olika substraten. Biogasproduktion skedde i en syrefri rötningsprocess som innebar ett komplext förlopp där olika mikroorganismer sönderdelade substratet i flera steg för att slutligen bilda biogas samt en rötrest. Ympen som användes i försöket kom från en biogasanläggning och bestod av en blandning av naturgödsel och organiska restprodukter från slakterier och annan industri. Substratblandningar mellan tång och rötrest undersöktes genom satsvis teströtning i 15 flaskor under mesofila förhållanden, 37 °C. Gasmätningar utfördes kontinuerligt under försökets gång. Metanhalter analyserades med en gaskromatograf. Testerna avslutades efter 17 dagar eftersom produktionen för samtliga flaskor då hade upphört. Resultatet visar att samrötning av rödalger som hämtades i oktober med ymp genererade en högre metanpotential än andra substrat. Den högsta metangaspotentialen var 159 l/kg VS. Rödalger som inhämtades i januari genererade lägst metangaspotentialen, cirka 60 l/kg VS. Att samla upp tång och alger från stränder innebär många fördelar. Exempelvis att ta bort lukt, att öka rekreationsvärdet, att förbättra vattenkvaliteten, att minska övergödningen samt att stränderna blir mer badvänliga.  Genom att framställa biogas från tång ökar dessutom produktionen av förnybar energi. Energin från biogas uppvisar mycket hög klimatprestanda och bidrar till en minskning av utsläpp av växthusgas.