O sulfeto de hidrogênio é um gás que pode causar os mais diversos danos se lançado ao meio ambiente devido, principalmente, à sua elevada toxicidade, corrosividade, odores indesejáveis e alta demanda de oxigênio. Atualmente existem diferentes processos físico-químicos estabelecidos para o tratamento desse composto, entretanto são consideradas técnicas onerosas do ponto de vista econômico e ambiental. Os processos biológicos constituem-se como uma alternativa bastante interessante quando comparados aos processos físico-químicos, sendo que a biofiltração é o processo mais amplamente utilizado. Neste trabalho, foram avaliados três tipos diferentes de materiais suporte, sendo um sintético - espuma de poliuretano - e dois orgânicos - fibra de côco e bagaço de cana -, para a biofiltração de uma mistura gasosa contendo \'H IND.2\'S\'. Como inóculo, optou-se pela utilização de cultura mista originária de duas fontes: a) unidade de biofiltro aerado submerso pertencente ao Serviço Autônomo de Água e Esgoto da Cidade de São Carlos, b) unidade de lodos ativados pertencente a São Carlos S/A - Indústria de Papel e Celulose. A adaptação do inóculo foi realizada em meio nutriente específico. Foi observado um período de partida de somente 2 dias nos três sistemas. Com o intuito de avaliar o impacto do aumento progressivo das taxas de carregamento mássico no desempenho dos três biofiltros, os mesmos foram submetidos a taxas de 19, 32, 54 e 70 g/m³.h (concentrações afluentes médias de 184, 328, 526 e 644 ppm para tempo de retenção do gás de, aproximadamente, 50 segundos). As eficiências remoção média em todos os sistemas mantiveram-se sempre acima dos 99,3%. A capacidade eliminação máxima alcançada pelos biofiltros oscilou entre 74 e 80 g/m³.h. As perdas de carga verificadas no ensaio hidrodinâmico foram baixas, variando entre 0,59.\'10 POT.-2\' a 0,68 \'10 POT.-2\' mca, para a velocidade superficial utilizada durante o estudo. O modelo matemático empregado na previsão do desempenho dos sistemas ajustou-se bem aos dados experimentais. Portanto, pode-se concluir que os materiais suportes testados são adequados para a biofiltração de sulfeto de hidrogênio. / Hydrogen sulfide is a gas which has high restrictions regarding to its disposal in the environment, mainly, because of its high toxicity, malodors, high oxygen demand, etc. Currently, there are many different physical-chemical processes established in order to treat this compound, nevertheless they are considered expensive techniques by the point of economical and environmental views. Biological processes are very interesting alternatives when they are compared to the physical-chemical ones, and biofiltration is the most used process. In this work, three different materials as support media were evaluated, - a synthetic one - represented by the polyurethane foam, - two organic ones - represented by coconut fiber and sugar bagasse -, for a biofiltration of a gaseous mixture containing \'H IND.2\'S\'. Microorganisms were obtained from two sources: a) submerged aerated biofilter unit, b) activated sludge unit. Inoculum\'s adaptation was realized in specific nutrient media. It was observed a 2 days start-up period in the three systems. In order to evaluate some impact caused by the progressive increasing of mass loading rate on the biofilters performance, were applied rates of 19, 32, 54 e 70 g/m³.h (average influent concentrations of 184, 328, 526 e 644 ppm to the empty bed retention time of, approximately, 50 seconds). Average removal efficiencies in the systems were always above 99,3%. Maximum elimination capacities reached by the biofilters were in the range of 74 e 80 g/m³.h. Loss pressure verified by the hands of hydrodynamic essays varied between 0,59.\'10 POT.-2\' a 0,68.\'10 POT.-2\' mca, to a superficial velocity utilized during the work. Mathematical model used to predict the performance of the systems fitted reasonably the experimental data. Then, it can be concluded that the three packing materials are appropriated for the hydrogen sulfide biofiltration.

Thesis (Master of Engineering in Chemical Engineering)--Cape Peninsula University of Technology, 2018. / Renewable energy security for the future and better use of natural resources are key challenges that can be concurrently managed by a practical anaerobic co-digestion approach in the production of methane. For this study, co-digestion of cassava and winery waste was investigated for the production of biogas. Cassava biomass is a good substrate for biogas production due to its high carbohydrate yield per hectare (4.742 kg/carb) than most plants. Winery wastes constitute a lot of challenge in South Africa due to high amounts currently being dumped at landfills. Due to the chemical properties of the two substrates, it is envisaged that their co-digestion will produce more biogas than use of a single substrate. Biomethane potential (BMP) tests were carried out in a batch, mesophilic (37 °C±0.5) reactor using cassava and winery waste singly and in combination at a ratio of 1:1 and ran for 30 days. Biogas optimization was also evaluated. The optimal conditions for methane production from anaerobic co-digestion of cassava biomass and winery solid waste using response surface methodology (RSM). The effects of temperature, pH and co-substrate ratios on the methane yield were explored. A central composite design technique was used to set-up the anaerobic co-digestion experiment was determined. Once the optimized values were established, biogas production from co-digestion of cassava biomass with winery waste was investigated using a single-stage 5 L mesophilic batch digester and the microbial dynamics inside the digester during co-digestion of cassava and winery waste in the single-stage 5 L mesophilic batch digester. The samples were collected on days 1, 15 and 30 of the anaerobic digestion period and DNA extracted from them while 16sRNA bacterial sequencing was performed. The results for the BMP tests showed that cumulative methane yield for cassava, winery waste and in combination were 42, 21 and 38 mLCH4 respectively. It was concluded that biogas production from anaerobic digestion was dependent on many factors such as pH, substrate properties and the ratio of different feedstocks used during co-digestion. The results from the optimization study were pH 7, temperature of 35 °C±0.5 and co-digestion ratio of 70:30 cassava to winery waste. The maximum methane yield of 346.28 mLCH4/gVSadded was predicted by the quadratic model at the optimal temperature of 35 oC±0.5, pH of 7 and 70:30 ratio of cassava biomass to winery solid waste. Experimental results showed a close fit but higher methane yield (396 mLCH4/gVSadded) than predicted values as indicated by the coefficient of determination (R2) value of 0.9521. The response surface model proved successful in the optimization process of methane yield. The single-stage 5L mesophilic batch digester with a co-substrate ratio of 70:30 cassava to winery waste produced a total of 819.54 mL/gVS biogas with a 62 % methane content. The study of microbial community dynamics showed the presence of the bacteria that is responsible for each stage of anaerobic digestion. The study concluded that both winery waste and cassava substrates were favourable for biogas production and most underprivileged people in the rural areas with no access to electricity can produce & utilise it.

In recent years the popularity of biofuels has been transformed from a sustainable option fortransportation to a questionable and criticized method. Many reports have therefore beenproduced to view biofuel production from a life cycle perspective; though results may bemisleading. In a number of the reports, biofuel production is viewed in a linear manner, i.e.crops and energy in and biofuel out. However there is a large quantity of material and energyflows associated with biofuel production and these must be accounted for.Industrial symbiosis concepts have therefore been applied in this thesis to the biofuel industryto identify possibilities to improve the material and energy flows. This has been done bymapping the exchanges and thereafter identifying possible synergies between biofuel firmsand with external industries. Examples from regional biofuel synergies and exchanges withindustrial partners have been highlighted. Many of the concepts have led to the identificationof methods for increased integration and improvements, including the use of a renewableenergy provider and the cooperation with external industries. Biofuels have therefore beenfound to profit from wastes, and instead of competition, benefit from one another, contrary tobelief. This leads to an expanded market of raw materials for biofuel production.Benefits do not only occur for the biofuel industry; from the application of biofuels, industrialsymbiosis may gain further benefits. Several new concepts have been produced in this thesisto account for the unique material handling possibilities that biofuel production firmsencompass. These include using biofuels as upcyclers of materials and the use of renewableenergy as a way to improve environmental performance. Furthermore, a classification methodhas been produced to add more detail about individual exchanges for the industrial symbiosisliterature in addition to viewing industrial symbiosis from an expanded system view toinclude exchanges beyond geographic proximity typical to the field.

Orientador: Júlio Santana Antunes / Coorientadores: José Luz Silveira; Wendell de Queiróz Lamas / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Daniel Travieso Pedroso / Banca: José Rui Camargo / Banca: Ederaldo Godoy Junior / Resumo: Neste trabalho de tese é desenvolvido metodologias de análise exergoeconômica-ambiental aplicado em motores-gerador operando com biogás para produção simultânea de energia elétrica e água quente. O método desenvolvido tem como objetivo mensurar o custo das emissões de CO2 para esse sistema, assim como estudar a sua influência no custo de operação pela técnica do custo de manufatura exergético. O método é aplicado a motores de combustão interna operando a biogás, com capacidade de produção de energia elétrica variando entre 4 kW a 2 MW, utilizando ou não a água da jaqueta para produção de água quente, dependendo do tipo de refrigeração do motos (a ar ou a água). Dois métodos são aplicados para análise exergoeconômica-ambiental, o primeiro baseado no método da distribuição de custo pelos fluxos exergéticos unitários dos produtos e outro baseado nos incrementos exergéticos dos componentes do sistema. Conclui-se que ambos os métodos são satisfatórios para avaliar o impacto do custo da emissão de poluentes e que a influência deste no custo de manufatura exergético incrementa entre 9,4 % e 19,6 % em relação aos métodos tradicionais que não consideram o custo da poluição ao meio ambiente / Abstract: In this thesis an econometric-environmental analysis methodology applied in generator-engines operating with biogas for the simultaneous production of electric energy and hot water is developed. The method developed has the objective of measuring the cost of CO2 emissions for this system, as well as to study its influence on the cost of operation by the technique of exergy cost of manufacture. The method is applied to internal combustion engines operating with biogas, with a production capacity of electric energy ranging from 4 kW to 2 MW, using or not the jacket water to produce hot water, depending on the type of engine cooling (air or water cooled). Two methods are applied for exergoeconomic-environmental analysis, the first one based on the method of cost distribution by the unitary exergy flows of the products and another based on the exergetic increments of the system components. It is concluded that both methods are satisfactory to evaluate the impact of the emission cost of pollutants and that the influence of this in the cost of exergético manufacture increases between 9,4% and 19,6% in relation to the traditional methods that do not consider the cost of pollution / Doutor

Os sistemas de produção e utilização do biogás podem envolver externalidades positivas como o tratamento de resíduos, a produção de biofertilizante e a redução de emissões de gases de efeito estufa. Além disso, possibilitam o desenvolvimento do potencial energético desta fonte renovável, que pode ser aproveitada por meio da geração de energia elétrica ou pela produção de biometano, combustível obtido pela purificação do biogás, e que é similar ao gás natural. Nesse contexto, o objetivo desta dissertação é detalhar estas estratégias e compará-las para o caso brasileiro. Busca-se identificar o uso mais desejável do biogás no contexto do setor energético nacional, considerando as características da fonte e sua relação com a situação atual e as perspectivas dos mercados de eletricidade e gás. Para isso, inicialmente é realizada uma revisão das tecnologias de aproveitamento do biogás e são discutidas as vantagens de se identificar um uso que possa se tornar prioritário, capaz de reunir em si os incentivos para a expansão dessa fonte na matriz energética. Argumenta-se que o desenvolvimento de uma indústria local e de projetos bem-sucedidos, necessários ao fortalecimento do biogás no Brasil, podem ser alcançados por meio da criação de mecanismos de fomento específicos para uma estratégia, que sejam claros e de longo prazo. Em seguida, a evolução desse setor na Alemanha e na Suécia é avaliada, observando-se que políticas de direcionamento da utilização do biogás conduziram o mercado, tendo como consequência sistemas voltados, respectivamente, à geração de energia elétrica e à produção de biometano para uso veicular. Baseada na definição de política energética, a comparação entre a produção de eletricidade e de biometano a partir do biogás no Brasil é apresentada segundo os critérios: segurança no abastecimento, preço da energia, balança entre importações e exportações, infraestrutura, e aspectos ambientais. As conclusões apontam para o biometano como um uso promissor da energia do biogás no país em termos da redução de importações e em projetos de grande escala próximos à infraestrutura de gás natural, mas com barreiras a serem superadas principalmente quanto a competitividade em plantas menores e distantes dos gasodutos. A produção de energia elétrica, por outro lado, tem incentivos e mecanismos de comercialização estabelecidos e pode ser competitiva principalmente se exploradas suas características de energia firme e flexibilidade, mesmo em um contexto de concorrentes renováveis de grande potencial e em crescimento. / Biogas production systems may involve positive externalities such as waste treatment, biofertilizer production and the reduction of greenhouse gases emissions. Besides, they enable the use of its renewable energy potential, which can generate electricity or produce biomethane. Biomethane is obtained from biogas upgrading and it is similar to natural gas. This study details these strategies and compare them for the Brazilian case, with the aim of identifying if there is one optimal solution for biogas utilization within the context of the national energy sector, by analyzing the characteristics of biogas and its correlation with the status and the perspectives of the electricity and gas markets in the country. First, the advantages of selecting one alternative of biogas utilization to be the focus of policy instruments and to guide the development of the biogas sector are discussed. It is argued that the development of a local industry and successful projects, required to expand the biogas sector in Brazil, could benefit from technology-specific incentives, designed as clear and long-term mechanisms. The evolution of biogas systems in Germany and Sweden are investigated, and it is observed that the policies implemented in these countries have guided biogas utilization, respectively, to electricity generation and to biomethane use as vehicle fuel. Then, based on the definition of energy policy, five criteria are selected to evaluate and compare electricity and biomethane production from biogas in Brazil: security of supply, energy price, balance of trade, infrastructure, and environmental aspects. It can be concluded that, although biomethane can have a positive impact reducing natural gas imports especially in large-scale projects close to pipeline infrastructure, it also has many barriers to overcome, including its adaptation to small-scale units and the limitation of infrastructure. Electricity generation is a more established alternative that can be feasible if its capacity to provide baseload and flexibility are properly evaluated, even facing the competition of other renewable technologies with low-cost and large potential in the country.

O resíduo da primeira destilação do vinho, a vinhaça, destaca-se dentre os demais gerados na produção de etanol de cana-de-açúcar pelo seu grande volume e alta concentração de substâncias orgânicas. O tratamento anaeróbio desse efluente pode melhorar suas características físico-química (e.g. pH e DQO) além de produzir um combustível alternativo ao gás natural, o biogás. No entanto, apesar dos possíveis ganhos energéticos e ambientais, essa tecnologia apresenta dificuldades em se tornar viável no setor sucroenergético. Tendo em vista esse cenário, este trabalho propõe uma nova análise termodinâmica, baseada no método exergético, do potencial da vinhaça e do biogás provindo de seu tratamento. Para isso, modelou-se a digestão anaeróbia da vinhaça por meio do ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) e atualizou-se o cálculo da exergia química deste efluente. Assim, os resultados obtidos indicam que o tratamento anaeróbio pode recuperar uma significativa parcela da exergia descartada com a vinhaça (44-52% de 189-1529 kJ/l), dependendo da degradabilidade e concentração do material orgânico, bem como o regime de operação do reator anaeróbio. Nota-se também, que apesar de a digestão anaeróbia ser mais eficiente com maiores tempos de retenção hidráulica, é preferível maximizar o volume de vinhaça tratada em detrimento da qualidade de conversão. Além disso, o desempenho anual da geração de biogás também é afetado pelo seu processo de partida e pela sazonalidade da produção de etanol. Por outro lado, a planta de biogás promove maiores reduções de exergia destruída em comparação com a fertirrigação e a concentração de vinhaça. Possíveis integrações térmicas entre a planta de biogás e a unidade de concentração de vinhaça foram propostas e analisadas, atingindo melhores eficiências exergéticas e reduzidas demandas térmicas. De forma geral, esse estudo demonstra a aplicação do método exergético na valorização de resíduos orgânicos por meio da produção de biogás. / The residue of the first distillation of wine, vinasse, stands outs in the sugarcane ethanol production due to its huge volume and high concentration of organic substances. The anaerobic treatment of this effluent can enhance its physical-chemical characteristics (e. g. pH and COD) in addition to produce an alternative fuel to natural gas, the biogas. However, although there are possible gains in the energy and environmental aspects, this technology presents difficulties to become viable in Brazilian market. Therefore, this work proposes a new thermodynamic analysis, based on the exergy method, of the potential of vinasse and biogas produced in its anaerobic treatment. In order to accomplish this, the anaerobic digestion of vinasse was modeled with ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) and the chemical exergy calculation of this effluent was updated. Thus, the results obtained indicate that the anaerobic treatment can recover a significant part of vinasse exergy (44-52% of 189- 1529 kJ/l), depending on the digestible material concentration, as well as the anaerobic reactor operation. It also can be notice that, although anaerobic digestion be more efficient at higher retention times, it is desirable to maximize treated vinasse volume to the detriment of conversion quality. Furthermore, the biogas production yearly performance is also affected by the reactor start-up process and the ethanol production seasonality. On the other hand, the biogas plant promotes higher reductions of exergy destruction in comparison with fertirrigation and vinasse concentration. Possible thermal integrations between the biogas plant and the vinasse concentration plant were proposed and analyzed, reaching better exergy efficiencies and reduced thermal demand. In general, this study demonstrates the exergy method application in organic residues upgrade by biogas production.

Constata-se, principalmente em países em desenvolvimento, o uso crescente de reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) como primeira unidade de tratamento biológico de esgotos sanitários. Embora eficientes na remoção de fração considerável de matéria orgânica, os reatores anaeróbios produzem efluentes que requerem pós-tratamento, principalmente para a remoção de compostos nitrogenados reduzidos. No presente estudo, foi avaliado o desempenho de uma nova configuração de filtro biológico percolador (FB), constituído por dois compartimentos superpostos, um para a nitrificação e outro para a desnitrificação. Utilizou-se um novo material plástico como leito suporte para crescimento da biomassa e avaliou-se a viabilidade da utilização do biogás produzido no reator UASB como doador de elétrons para desnitrificação. Embora a nova configuração de FB tenha permitido a ocorrência dos processos de nitrificação e desnitrificação, são necessárias mudanças no projeto da interface entre os compartimentos para evitar o acúmulo de biomassa nesse local. O material suporte caracterizou-se pela durabilidade e elevado índice de vazios, além de ter oferecido condições favoráveis para a aderência e colonização de biomassa. A utilização de biogás para a desnitrificação mostrou-se viável e eficiente. Como foi constatada a presença de oxigenio dissolvido no compartimento desnitrificante, o metano foi o principal constituinte do biogás utilizado como doador de elétrons. Para a taxa de carregamento hidráulica média aplicada de 5,6 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d e taxa de carregamento orgânica média aplicada de 0,26 kgDQO/\'M POT.3\'.d, a nitrificação ocorreu de forma eficiente, obtendo-se entre 60 e 74% de conversão de N-amon, sendo que o efluente final apresentou, em média, concentração abaixo de 10 mg/L. A desnitrificação ocorreu de forma bastante satisfatória mesmo na presença de OD. Obtiveram-se concentrações de nitrato menores que 10 mg/L. Contudo, acredita-se ser possível a obtenção de maiores eficiencias de remoção desde que as condições anóxicas no compartimento desnitrificante sejas mantidas. / UASB reactors have been increased used as first unit of biological domestic sewage treatment mainly in developing countries. Although efficient in the removal of considerable fraction of organic matter, effluents from anaerobic reactors, however, require being post-treated, especially for the removal of reduced nitrogen compounds. In the present study, the performance of a new configuration of trickling filter (TF) composed of a nitrification compartment at its upper part followed by a denitrification compartment was evaluated. A new plastic material was used as support media for biomass attached-growth and the biogas produced by the UASB reactor was used as electron donor for denitrification. Although the new TF configuration has allowed obtaining the nitrification and denitrification, the design in the interface among the compartments should be changed to avoid biomass accumulation. The support media was characterized by the durability and high percentage of void spaces, resides offering favorable conditions for the biomass attachment and colonization. The use of the biogas for denitrification was found to be viable and efficient. The presence of disolved oxygen (DO) was verified in the denitrification compartment, leading to the hypothesis that methane might have been the main component of the biogas used as electrons donor. Regarding the performance of TF for nitrogen removal, efficient nitrification was achieved for the applied hydraulic load around 5.6 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d and applied organic load around 0.26 kgDQO/\'M POT.3\'.d. Under such conditions, about 74% of N-ammonia was removed and the final effluent presented average concentrations of N-ammonia below 10 mg/L. Despite the presence of OD, the denitrification was performed in a satisfactory way. Nitrate concentrations smaller than 10 mg/L were obtained. In addition, it is believed that maintaining anoxic conditions in the lower compartment would make it possible to obtain higher denitrification efficiencies.

O presente trabalho apresenta o Reator Aeróbio-Anóxico de Leito Fixo (RAALF), constituído de duas câmaras sobrepostas, como uma alternativa ao pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios com vistas à remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogênio. Como material suporte, foram utilizados cubos de espuma de poliuretano com aresta de 5 mm. Foram realizados ensaios de caracterização hidrodinâmica no RAALF para obtenção do padrão de escoamento. Também foi verificada a viabilidade da utilização de biogás como doador de elétrons para a desnitrificação. Avaliou-se a influência da variação do tempo de detenção hidráulica e da diferente composição e concentração biogás do nos processos. O RAALF foi operado a uma temperatura de 30±2°C. Os resultados obtidos a partir dos estudos hidrodinâmicos indicaram que o escoamento do reator tende a pistonado. A nova configuração de reator permitiu a ocorrência dos processos de interesse, seja remoção de matéria orgânica carbonácea (com eficiências de até 98%), seja remoção de nitrogênio via nitrificação-desnitrificação (com eficiências acima de 90%). A utilização de biogás na desnitrificação mostrou-se viável e a taxa de desnitrificação foi maior na sub-condição 2.2 (média de 178±43 g-N/\'M POT.3\'.dia), etapa na qual o doador sulfeto de hidrogênio foi fornecido em alta concentração (50 g\'M POT.3\'). Foi possível detectar intermediário (metanol) a partir da oxidação parcial do metano, ainda que de forma inconstante. Resultados de atividade desnitrificante e número mais provável evidenciaram a coexistência da desnítrificação autotrófica e heterotrófica na câmara anóxica. O reator mostrou capacidade adicional como um sistema de tratamento de gases, atingindo eficiência de remoção de 100% para o \'H IND.2\'S\' e acima de 60% para o \'CH IND.4\'. De maneira geral, os resultados demonstram o potencial do RAALF como alternativa para pós-tratamento de esgoto sanitário de efluentes de reatores anaeróbios. / This work presents the Aerobic-Anoxic Fix Bed Reactor (AAFBR), with superimposed chambers, as an alternative concerning the post-treatment of anaerobic reactors efiluents aiming the removal of carbonaceous organic matter and nitrogen. Polyurethane foam cubic matrices (5 mm) were used packing material. Hydrodynamic essays were carried out in order to obtain the flow pattern and to verify the influence of air bubbles on the behavior of liquid flow. The hydrogen sulfide and methane (synthetic biogas) were evaluated as electron donors to denitrification. The influence ofboth hydraulic retention time (down-flow velocity) and the concentration of gases from the synthetic mixture were evaluated. The main performance parameters were evaluated by the hand of physico-chemical analysis, besides the observation of the microorganisms involved in the processes. AAFBR was operated under a temperature of 30±2°C. The innovative reactor configuration enabled the occurrence of the processes aimed, such as carbonaceous organic matter removal (efficiencies higher than 90%), or nitrogen via nitrification-denitrification (efficiencies higher than 90%). Denitrification rates (178±43 g-N/\'M POT.3\'.dia) were higher during the condition 2.2, in which high concentrations of hydrogen sulfide (50 g\'M POT.3\') were applied into the reactor. Methanol was the only intermediate detected from the partial oxidation of methane. Results obtained from the denitrifying activity and most probable number indicated the coexistence of both autotrophic and heterotrophic denitrification in the anoxic chamber. AAFBR showed additional ability as gas removal system, achieving global removal efficiencies of 100% for \'H IND.2\'S\' and above 60% for \'CH IND.4\'. Overall, the results showed that AAFBR has potential to be used as an alternative for the tertiary treatment of wastewater.

O presente trabalho avaliou a geração de biogás em um reator de duas fases, operado em bateladas sequencias, com resíduos coletados no CEAGESP de São Paulo-SP. O reator com volume efetivo de 10,7 L, era composto por um biofiltro anaeróbio em sua parte inferior, seguido por um separador de gases e posteriormente por um depósito de resíduos a digerir na parte superior. O inóculo era proveniente do fundo de uma lagoa de lixiviados do aterro de São Carlos-SP. O experimento foi conduzido em temperatura controlada em 30 ± 2 ºC nas Etapas 1, 2 e 3. A Etapa 1 consistiu na ativação e adaptação da biomassa, utilizando-se etanol e posteriormente resíduo orgânico do CEAGESP. A Etapa 2 consistiu na operação anaeróbia do sistema com resíduo do CEAGESP com lodo já adaptado. Na Etapa 3, verificou-se o efeito da aeração no compartimento de resíduos. Na Etapa 4, avaliou-se a influência da temperatura na digestão anaeróbia e com isto foi possível a obtenção do coeficiente de Arrhenius. Na Etapa 5, comparou-se o sistema de duas fases com um segundo reator anaeróbio, com configuração parecida com a convencional. Os resultados obtidos de todas as etapas na geração de biogás no reator de duas fases foram de 0,44; 0,44; 0,47 m3 /Kg SV e as eficiências de remoção de Sólidos Voláteis foram de 82,1%; 84,5% e 84,8% nas Etapa 1, 2 e 3, respetivamente, com um tempo de ração de 14 d nas três etapas. As concentrações de metano foram de 68,4; 67,1 e 66,6%, respectivamente. Na Etapa 4, os resultados da geração de biogás foram de 0,36; 0,38; 0,41; 0,41 m3 biogás/Kg SV nas temperaturas 25,6 ºC; 28,9 ºC; 34,0 ºC e 38,1 ºC, respetivamente. Denotando que a temperatura é um fator importante na geração de biogás em digestão anaeróbia. No reator convencional, a geração de biogás foi de 0,32 m3 biogás/Kg SV. / The present work evaluated the biogas generation in a two-phase reactor, operated in batch sequences, with residues collected at CEAGESP in São Paulo-SP. The reactor with an effective volume of 10.7 L was composed of an anaerobic biofilter in its lower part, followed by a gas separator and later by a deposit of waste to digest in the upper part. The inoculum was from the bottom of a leachate pond in the São Carlos-SP landfill. The experiment was conducted at a temperature of 30 ± 2 º C in Steps 1, 2 and 3. Step 1, consisted of the activation and adaptation of the biomass using ethanol and then organic waste from CEAGESP. Step 2, consisted of the anaerobic operation of the system with residue of the CEAGESP with already adapted sludge. In Step 3, the effect of aeration on the waste compartment was verified. In Step 4, the influence of temperature on the anaerobic digestion was evaluated and with this it was possible to obtain the Arrhenius coefficient. In Step 5, the two-phase system was compared with a second anaerobic reactor, with the same configuration as conventional. The results of all stages in the biogas generation in the two-phase reactor were 0.44; 0.44; 0.47 m3 / Kg SV and the removal efficiencies of Volatile Solids were 82.1%; 84.5% and 84.8% in Step 1, 2 and 3 respectively; and a feed time were of 14 d in the three steps. Consequently, the percentage of methane was 68.4; 67.1 and 66.6%. In stage 4 the results in the biogas generation were 0.36; 0.38; 0.41; 0.41 m3 biogas / Kg SV at temperatures 25.6 ° C; 28.9 ° C; 34.0 ° C and 38.1 ° C respectively. In the conventional reactor the biogas generation was 0.32 m3 biogas / Kg SV.

Este trabalho foi realizado junto ao NETeF - Núcleo de Engenharia Térmica e Fluídos da EESC/USP e ao aterro sanitário \"Fazenda Guaporé\" em São Carlos, e teve como objetivo a verificação da viabilidade energética e ambiental do tratamento do chorume através da sua incineração com o biogás produzido pelo aterro, eliminando-se desta forma também o metano, reconhecido como gás estufa. Determinou-se experimentalmente a composição do biogás e calculou-se e mediu-se a sua vazão. As propriedades físico-químicas e a vazão do chorume também foram quantificadas. A vazão de gás foi calculada com informações obtidas da literatura e medida experimentalmente com uma sonda especialmente desenvolvida neste trabalho. Para determinar a aplicabilidade do conceito fez-se um balanço energético para verificar a disponibilidade de energia e um balanço químico, para determinar o potencial de emissão de poluentes do ar. Os resultados indicaram que há mais energia presente no gás do que a energia requerida para incinerar o chorume, embora a diferença seja pequena e deva ser vista com cautela. O balanço químico mostrou em geral um potencial poluidor abaixo das emissões permitidas pela legislação, embora em alguns casos isto não tenha ocorrido. / This work was developed at the NETeF (Thermal Engineering and Fluids Group) at EESC/USP, Sao Carlos, SP, and the local landfill \"Guapore Farm\". It was aimed to the treatment of the \"chorume\" through its incineration with the biogas produced in the landfill, this way eliminating also the methane, the second most important greenhouse gas according to IPCC. The composition and flow rate of the biogas were determined by calculations and experimentaly and the same was done with the chorume. The gas flowrate was calculated using data available in the literature and measured with a probe specially developed in this work. To evaluate the feasibility of the concept it was done a balance of energy to verify if the energy of the gas was enough to the chorume thermal destruction and a chemical balance to determinate the potential of emission of air pollutants. The results have shown that there is more energy available than it is required for that purpose but they should be considered with some caution given the small diference between the required and produced energy and the uncertaints in the measurements and evaluations. The chemical balance has shown that, in general, the potential for emissions was bellow the legally stablished limits although in a few cases it was above.