Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: Ao longo do tempo o processo de biodigestão vem sendo usado para conversão de dejetos em biogás e esse processo vem evoluindo no sentido de otimizar o desempenho energético e a conversão dejeto/gás e gás/metano. A eficiência é proporcional à adaptação celular ao substrato, no entanto existem temperaturas que contribuem para que as células (bactérias) melhorem a eficiência. O objetivo deste trabalho é simplificar este sistema, encontrar as equações que o regem o processo, aplicando sinais básicos, observar o comportamento (a eficiência) e realizar a regressão da resposta do sistema. Foram feitas simulações do resultado e construído um biodigestor com sistema de controle para a comparação com a simulação. Os resultados foram muito próximos ao simulado e a proporção de metano no biogás aumentou com o aumento da temperatura até 51°C. / Abstract: Over time the biodigestion process came to be used to convert waste into energy and biogas, this process evolved through the necessity of viability and energetic optimization and conversion waste/gas and gas/methane. The efficiency is proportional to cell´s adaption of the substrate, but there are temperatures that force cells to improve efficiency. The work´s objective to simplify the system, finding the fundamental equations applying basic signals, observing the behavior (the efficiency) and doing regression of the system´s response. It was done simulations of the results and a bioreactor was assembled with a control system to compare the results with the simulation. The results matched and the proportion of methane increased as the temperature rise, until 51°C. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:28:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:32:11Z : No. of bitstreams: 1 171061.pdf: 2283546 bytes, checksum: f484502c926cb49836f2dcce222b62ac (MD5) / O presente trabalho estuda a influência do pentaclorofenol (PCP) sobre a cinética da degradação anaeróbia dos ácidos voláteis de cadeia curta (ácido acético, propiônico e butírico). Para tal, foram desenvolvidos ensaios em sistema descontínuo. Observou-se que, nas condições ambientais testadas, a influência do PCP sobre a produção de biogás aumenta com o aumento de sua concentração no meio e que as cinéticas de inibição clássicas empregadas não conseguem representar o fenômeno a contento. No que se refere à degradação dos ácidos voláteis, verificou-se que o PCP exerce uma influência diferenciada na degradação de cada um dos ácidos. Os microorganismos acetogênicos degradadores de ácido propiônico são os únicos que sofrem uma influência considerável do PCP, sendo esse efeito uma função da concentração do inibidor no meio. De uma forma geral, tanto para os ácidos testados individualmente, como para a mistura de ácidos, uma cinética de primeira ordem representa bem o comportamento do sistema, sendo que a constante de velocidade é uma função da concentração do tóxico. Porém, a cinética de degradação do ácido propiônico não foi representada pelos modelos testados, uma vez que os resultados experimentais mostraram que pode haver, além do consumo, geração de propionato. Nos ensaios contendo PCP, parte da DQO convertida é transformada em produtos intermediários que não os acompanhados, uma vez que a produção de biogás é inferior aos ensaios controles com conversões semelhantes de substrato.

Orientadores : Prof. Dr. Carlos Henrique Coimbra Araújo / Co-orientador : Prof. Dr. Sigrid de Mendonça Andersen / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento. Defesa: Curitiba, 08/04/2016 / Inclui referências : f. 94-98 / Resumo: O presente estudo tem por objetivo analisar, devido à necessidade de conhecimento mais completo do ponto de vista energético e socioambiental, o gás de folhelho como commodity na Mesorregião Oeste Paranaense. Partindo da questão de que o conhecimento em relação a técnica de fraturamento hidráulico no Brasil é ainda muito recente, não havendo um estudo prévio dos impactos relacionados à saúde, ao meio ambiente e a sociedade. Este método consiste em quebrar a rocha para possibilitar o fluxo do gás até o ponto onde ele pode ser coletado. O processo de fraturamento hidráulico para explorar hidrocarbonetos não convencionais ocorre, na maioria das vezes, em profundidades entre 1 e 5 km, às vezes em subsolo ainda mais profundo. E o volume de água utilizado neste processo pode variar de 11 a 34 milhões de litros por poço, dependendo do tamanho da área a ser explorada, a profundidade do poço e as características geológicas do local. Em relação a isso, aqui é feito um estudo baseado em casos precedentes ocorridos nos Estados Unidos, transpondo-o ao local de estudo analisado, a Mesorregião Oeste Paranaense, já que esta região foi um dos locais que tiveram seu solo leiloado pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) no dia 28 de novembro de 2013 no Rio de Janeiro. Ali foram leiloados 240 blocos no total, sendo 14 deles localizados na Mesorregião Oeste Paranaense. Em contrapartida, no presente trabalho é feita uma estimativa do potencial que poderá ser gerado nesta Mesorregião Oeste Paranaense, comparandoo com a da geração de biogás, a partir de resíduos provenientes neste caso de bovinos, suínos e galináceos. Essa produção resultou em 311.499.475.522 kWh de energia equivalente a partir da produção contínua de biogás, e somente 5.428.675.234 kWhde energia equivalente relacionada à produção contínua de gás de folhelho na Mesorregião em um período de 34 anos. A partir dos resultados gerados, analisa-se do ponto de vista energético e socioambiental, que não há necessidade de implantar uma tecnologia altamente invasiva no local, posto que há outras tecnologias energéticas menos agressivas ao meio ambiente. Palavras-chave: Gás de folhelho. Fraturamento hidráulico. Biogás. Mesorregião Oeste Paranaense. Tecnologias energéticas. / Abstract: This study aims to analyze due to more complete need for knowledge of energy and environmental point of view, the shale gas as a commodity in Paranaense West Mesoregion. Starting from the question that knowledge regarding hydraulic fracturing technique in Brazil is still very new, and there is a previous study of health-related impacts to the environment and society. This method consists in breaking rock to allow the gas flow to the point where it can be collected. The hydraulic fracturing process to explore unconventional hydrocarbons occurs most often at depths between 1 and 5 km, sometimes even deeper underground. And the volume of water used in this process may range from 11 million to 34 million liters per well, depending on the size of the area to be explored, the depth of the well and the geological characteristics of the site. In this regard, here study based on previous cases in the United States, transposing it to the analyzed study site, the Paranaense West Mesoregion, since this region was one of the places that have their land auctioned by the Oil, Natural Gas and Biofuels National Agency (ANP) on November 28, 2013 in Rio de Janeiro. There were auctioned 240 blocks in total, with 14 of them located in Paranaense West Mesoregion. In contrast, the present study is an estimate of the potential that can be generated in this Paranaense West Mesoregion, comparing it to the generation of biogas from waste, in the case of cattle, pigs and poultry. This production resulted in 311,499,475,522 kWh of energy equivalent from the continuous production of biogas, and only 5.428.675.234 kWh of energy equivalent related to the continuous production of shale gas in the Mesoregion in a period of 34 years. From the generated results, analyzing the energy and environmental point of view, there is no need to deploy a highly invasive technology in place, once there are other energy technologies less harmful to the environment. Keywords: Shale gas. Hydraulic fracturing. Biogas. Paranaense West Mesoregion. Energy technologies.

M. Ing. / The overall purpose of this research project was to develop a proposed maintenance strategy for generator sets utilised in biogas applications. One specific biogas application, involving the use of landfill gas (LFG) to generate electrical energy, was the focal point of the research project. This is due to the fact that the author’s organisation is extensively involved with landfills and power generation through the use of LFG.

Biogas plants are installations for converting of biomass to produce biogas, which is a valuable energy source if a proper management of an anaerobic process is kept. In the Czech Republic are mainly agricultural biogas plant. This work is focused on evaluation of data obtained from a specific biogas plant, which is located in the town Úpice. This plant processes biodegradable waste. The aim of this study was to determine which waste processed are beneficial for the production of biogas. The Data were analyzed by statistical program R. The method used was cluster analysis. For comparsion of clusters was used ANOVA method (analysis of variance). The results of data analysis showed a positive effect on the production of biogas by waste from industrial processing of potatoes, grass and corn silage, rumen contents and dairy waste. Key words: Biogas, plant, anaerobic, fermentation, biodegradable, waste, data analysis

<p>Varje månad produceras 100 000Nm3 (normalkubikmeter) biogas vid centrala reningsverket i Kristianstad. Denna gas används primärt som uppvärmning till lokaler på området genom tre gaspannor lokaliserade i källaren under huvudbyggnaden. På gasnätet finns även en uppgraderingsanläggning inkopplad som kan ta ut gas som sedan uppgraderas till fordonsgas. Gasen som går till uppgraderingsanläggningen generar en årlig intäkt på cirka 700 000:-. Överbliven gas lagras i en gasklocka och när denna är full facklas överskottet av gas upp. Diskussioner har under en längre tid förts gällande ett annat sätt att tillvarata gasen, nämligen genom att installera kraftvärmeverk som förutom värme även producerar el. Kristianstads kommun har tidigare erhållit KLIMP bidrag för detta ändamål men av diverse anledning installerades aldrig kraftvärmeverket och pengarna nyttjades ej utan återfördes till staten. Med skenande el-priser under vintern 2009-2010 har diskussionen om kraftvärmeverk återigen blivit aktuell. Jag har med hjälp av litteraturstudier via Internet sammanställt en rapport som på ett tydligt och lättöverskådligt sätt beskriver hur biogas bildas och vilka processer som ligger bakom när uppgradering till fordonsgas sker. Rapporten utreder även frågan om det är ekonomin eller miljön som tjänar mest på att kraftvärmeverk installeras.</p>

Varje månad produceras 100 000Nm3 (normalkubikmeter) biogas vid centrala reningsverket i Kristianstad. Denna gas används primärt som uppvärmning till lokaler på området genom tre gaspannor lokaliserade i källaren under huvudbyggnaden. På gasnätet finns även en uppgraderingsanläggning inkopplad som kan ta ut gas som sedan uppgraderas till fordonsgas. Gasen som går till uppgraderingsanläggningen generar en årlig intäkt på cirka 700 000:-. Överbliven gas lagras i en gasklocka och när denna är full facklas överskottet av gas upp. Diskussioner har under en längre tid förts gällande ett annat sätt att tillvarata gasen, nämligen genom att installera kraftvärmeverk som förutom värme även producerar el. Kristianstads kommun har tidigare erhållit KLIMP bidrag för detta ändamål men av diverse anledning installerades aldrig kraftvärmeverket och pengarna nyttjades ej utan återfördes till staten. Med skenande el-priser under vintern 2009-2010 har diskussionen om kraftvärmeverk återigen blivit aktuell. Jag har med hjälp av litteraturstudier via Internet sammanställt en rapport som på ett tydligt och lättöverskådligt sätt beskriver hur biogas bildas och vilka processer som ligger bakom när uppgradering till fordonsgas sker. Rapporten utreder även frågan om det är ekonomin eller miljön som tjänar mest på att kraftvärmeverk installeras.

An 15 Biogas-BHKW mit und ohne Abgasreinigung (Katalysator bzw. thermische Nachverbrennung) wurden Emissionsmessungen durchgeführt, davon an drei Anlagen über einen Zeitraum von 21 Tagen. Neben der Ermittlung der Formaldehyd- und Geruchsemissionen sollten dabei auch Erkenntnisse über die Standzeit von Abgasreinigungsanlagen gewonnen werden. Die wesentlichen Ergebnisse waren: 1. Der zulässige Grenzwert für Formaldehyd (Altanlagen: 60 mg/m³, Neuanlagen: 40 mg/m³) wurde von den meisten untersuchten Anlagen eingehalten, bei einem Teil der Anlagen wurde allerdings der NOx-Grenzwert von 500 mg/m³ überschritten. 2. Mittels Katalysatoren lassen sich Formaldehydemissionen deutlich reduzieren, Methanemissionen (Schlupf) dagegen nicht. 3. Aussagen über Standzeiten von Katalysatoren sind derzeit nicht möglich. 4. Mittels thermischer Nachverbrennung sind sowohl bei Formaldehyd als auch Methan sehr niedrige Reingaswerte erreichbar, die dazu auch noch hohe Standzeiten aufweisen. 5. Ein negativer Einfluss der Abgasreinigungsanlagen auf die Geruchsemissionen war nicht festzustellen.

Much research was performed in order to find alternative energy sources. In the new concept presented in this thesis, methane was produced by a microbial consortium which is fed only by glycolate excreted by photosynthetic algae. It was unknown how the biogas production and the process stability are influenced by certain parameter shifts in glycolate feed, pH of the feed, oxygen input and temperature. Therefore, different parameter changes were applied to the reactor system. Gas formation and composition, pH, FosTac and organic acid content in the media were analyzed. Additionally, the community composition induced by the changes of the process parameters was analyzed. Therefore, the single cell level using flow cytometry and the genetic level using T-RFLP were observed. The R based tool flowCyBar was applied to follow community dynamics and to find key players in the process. Abiotic and biotic parameters were used for correlation analysis (Spearman´s Rho) to determine specific functions of sub-communities and the T-RFs found in the whole community. The cultivation at room temperature indicated that the biogas yield was 30 % lower in comparison to the cultivation at 37°C. The community seemed to be able to sustain pulsating oxygen input in case glycolate as substrate is available. Additionally, the system was able to recover after the oxygen application of one day. A linear correlation between the feed glycolate and the biogas production was observed (R^2 = 0.97). High biogas yields were obtained (up to 90 %) indicating that glycolate is a suitable substrate. The efficiency of the process was high with 41 ± 3 % methane in the biogas under defined conditions. It could be observed that biogas can be produced on glycolate as mono-substrate by a complex microbial community while it remained complex over the complete study (505 days cultivation) although glycolate was used as sole carbon source. Key sub-communities (e.g. cluster 1 and 3) and T-RFs (e.g. T-RF representing Planctomycetaceae or 67 bp) were defined and indicated the status of the bioreactor. The community was able to sustain certain parameter shifts, like changes in the pH of the feed (from 3 to 7), while others led to a complete crash of the system, like high glycolate feeds (3.6 g d^-1 L^-1). All in all, the stability of the process seemed to be susceptible on external influences.

Substrate wie Rindermist, Hybrid Sorghum/Sudangras, Mais-, Grünroggen- und Grassilage wurden mit Häcksler, Hammermühle, Querstromzerspaner aufgeschlossen und auf ihren Methanertrag im Labor untersucht. Batch-Gärversuche zeigten, dass die Zerkleinerung des Hybrids Sudangras/Sorghum während der Ernte nicht zu einer wesentlichen Effizienzsteigerung führt. Die mechanische Aufbereitung von sehr inhomogenem Material wie strohhaltigem Rindermist vor der Dosierung in die Biogasanlage ermöglicht eine Steigerung der Biogasausbeute von über 60 Prozent. Mit der mechanischen Aufbereitung der Maissilage in der Hammermühle und der Aufbereitung von Grünroggen- und Grassilage im Querstromzerspaner wurde vor dem Eintrag in die Biogasanlage zwar eine bessere Dosier- und Rieselfähigkeit des Substrates erreicht, allerdings blieb die Erhöhung der Biogasausbeute unter 10 Prozent. Effizienzsteigerungen können sich ergeben, wenn die Einstellungen der Zerkleinerungsaggregate jeweils auf das zu dosierende Substrat abgestimmt werden.