Das Projekt untersucht, wie die Wärme zweier Biogasanlagen den Bewohnern in Burkersdorf/Erzgebirge über ein Mikrogasnetz zur Verfügung gestellt werden kann. Die elektrische und thermische Leistung der zwei bestehenden Biogasanlagen wurde ermittelt und dem Wärmebedarf der Endabnehmer gegenübergestellt. Für einen Volumenstrom von 130 m³/h Biogas werden zwei Trassenverläufe von 2.300 m bzw. 3.200 m für das Biogasleitungsnetz vorgeschlagen. Für das Projektgebiet mit einem Wärmebedarf von insgesamt etwa 2 Mio. kWh/a und fast 50 Wärmeabnehmern errechnen sich bei ca. 20 Prozent Wärmeverlusten Wärmebelegungen von etwa 1.000 kWh/m (abgenommene Wärme pro Meter Nahwärmenetz). Bei kürzeren Netzlängen ist die Wärmeverteilung mit bis zu 1.500 kWh/m rentabler. Für acht verschiedene Optionen der Wärmeversorgung ab dem Blockheizkraftwerk (Kombination verschiedener Erschließungsgebiete) werden jeweils Kosten und Erlöse gegenübergestellt. Für die Realisierung des Projektes werden verschiedene Betreibermodelle und Fördermöglichkeiten aufgezeigt.

Resumo: Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia para a alocação dos custos dos produtos por uma mini-estação de tratamento de esgotos, com vistas a realizar a análise da viabilidade econômica do investimento necessário para a sua implantação, inclusive caracterizando-a como a melhor escolha a ser adotada na solução de saneamento básico em zonas rurais e em regiões de limitado poder aquisitivo, além de que tem potencial energético face à sua capacidade de transformar em eletricidadea energia contida no biogás gerado. Essa metodologia á aplicada ao sistema instalado no campus de Guaratinguetá da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista, tendo sido estabelecidas as condições iniciais a partir da realidade vivida no campus e sendo relacionadas as características termodinâmicas do sistema, a partir do seu diagrama de processo. As características associadas ao diagrama de processo possibilitam construir o diagrama funcional termoeconômico do sistema e determinar as equações referentes às funções exergéticas desse sistema e os respectivos valores das exergias associados. Após esses cálculos, elabora-se um modelo estrutural para avaliar os custos de seus produtos (biogás, biofertilizante, água em condições de re-uso e energia elétrica) e avaliar a viabilidade econômica em função do retorno de capital investido. A seguir, a mesma metodologia á aplicada a um sistema comercialmente disponível, com características de tratamento muito próximas às da mini-ETE. A partir dos resultados obtidos, é possível verificar que a mini-estação de tratamento de esgoto é uma alternativa viável e muito atraente sobre o ponto de vista técnico-econômico, pois além de apresentar auto-suficiência energética, possui um retorno de investimento de aproximadamente um terço do tempo do sistema comercialmente disponível com características semelhantes para tratamento. / Abstract: In this work a methodology that allows for the allocation of costs of the generated products for a small wastewater treatment station is developed, and used to perform an analysis of its economic feasibility, to justify the investment, beside its characterization as one of the best choice to be adopted as a basic sanitation solution in rural areas, and in areas characterized by low income population, together with a major energy potential because of its capability to transform the generated biogas into electric energy. For this purpose, the methodology is applied to a system established at Guaratinguetá Campus, School of Engineering, São Paulo State University. After establishing initial conditions based on site evaluation, the thermodynamics features of the system are related based on its process diagram. Such features, associated to process diagram, make it possible to build the thermoeconomi functional diagram for the system under analysis and, after words, the equations related to exergetic functions for the system are determined and the exergy values are calculated. After these calculations, a structural model is developed, in order to provide its products costs (biogas, biofertilizer, water in reuse conditions and electric energy). The economic viability is evaluated as a function of the estimated return on investment. The same methodology is then applied to a commercially available system, with characteristics close to a small wastewater treatment station. Based on the results of this work it is possible to verify that the small wastewater treatment station is a viable and attractive alternative in the technical and economic point of view, showing self-sufficiency in energy, and a pay-back period about one-third of estimated time of the commercial system referred to with similar features. / Orientador: José Luz Silveira / Coorientador: Giorgio Eugenio Oscare Giacaglia / Banca: Luiz Octavio Mattos dos Reis / Banca: Joaquim Antonio dos Reis / Banca: José Rui Camargo / Banca: Sebastião Cardoso / Doutor

The goal of my thesis is to evaluate the importance of maize in biogas plants. The questionnaire was made to determine the parameters of hybrid corn, its harvest, subsequent silage, inclusion in the daily batch of biogas plants, and various technical and economic parameters. Twenty five biogas plants were addressed to participate in the survey. Despite the promise of anonymity, the data were obtained from only six biogas plants. Biogas plants are located in different regions of the Czech Republic, at different altitudes. The sixth and the last biogas plant is located in Austria.

The aim of this thesis was to compare several biogas plants in the South and Central Bohemia in several respects. Overall, it was also beneficial to see how these biogas plants solve or not solve the pretreatment of the substrate, as well as the use of ancillary benefits, such as the use of heat or residual digestate. Part of this thesis is a literature search, mapping the possibilities of increasing the efficiency of agricultural biogas plants.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:16:11Z : No. of bitstreams: 1 junqueira_jb_me_jabo.pdf: 613418 bytes, checksum: 2d96f9a3a3a9a81ba8c0d4213f5c57be (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-12Bitstream added on 2014-06-13T18:52:29Z : No. of bitstreams: 1 vespa_icg_me_botfca.pdf: 487117 bytes, checksum: 1f400782b310149e61282f0dd25be402 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Nos últimos anos, verifica-se crescente a produção de resíduos sólidos urbanos associada a um aumento populacional e ao maior consumo de produtos com embalagens que poderiam ser recicladas. Medidas rápidas de valorização e reciclagem devem ser tomadas para que permitam um consumo contínuo de alguma forma racional, diminuindo conseqüentemente, as agressões ambientais. No presente estudo avaliaram-se parâmetros que proporcionem subsídios na tomada de decisões sobre o melhor aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos orgânicos, utilizando-se a compostagem ou a biodigestão anaeróbia. O resíduo sólido urbano orgânico (lixo) foi cedido pela empresa CONSTROESTE, localizada no município de São José do Rio Preto-SP, e o experimento foi conduzido no Laboratório de Biodigestão Anaeróbia do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - Campus de Jaboticabal da Universidade Estadual Paulista - Unesp. Foram conduzidos ensaios de compostagem e biodigestão anaeróbia, utilizando-se resíduo sólido urbano orgânico coletado no município de São José do Rio Preto - SP, no intuito de avaliar as características químico-minerais, o potencial energético e a interferência da qualidade do resíduo no desenvolvimento dos processos. Avaliaram-se as reduções de sólidos totais e voláteis, produções de biogás e qualidade do biofertilizante durante a biodigestão anaeróbia, que foi conduzida com a utilização ou não de inóculo, e parâmetros como temperatura, umidade, peso, teores de nutrientes, e redução de massa enleirada durante a compostagem e a equivalência energética nos dois processos. Observaram-se reduções de 58,5% nas quantidades de massa seca enleirada e de 40,9% nos teores de carbono orgânico, matéria orgânica compostável e demanda química de oxigênio. Foram verificadas temperaturas acima de 40º C,... / An increasing production of urban organic wastes is noticed in the last years, associated with the growth of the global population and the increased of resultant consumption. Fast actions of valorization and recycling must be done, in a way that it allows a rational continuous consumption and consequently decreasing environmental aggressions. This work has evaluated some parameters that supply decision making over better use of urban organic wastes through composting or anaerobic digestion processes. The urban organic waste was supplied by Controeste company, in São José do Rio Preto - SP. The experiment was conducted in the Anaerobic Digestion Laboratory - Agricultural Engineering Department - Veterinary and Agricultural Sciences College - Jaboticabal Campus - São Paulo State University - UNESP. Samples of composting and anaerobic digestion were collected done from the wastes in the city of São José do Rio Preto - SP, with the objective of evaluating to the chemical and mineral properties and consequent interference of the residues on the processes. The reductions of total and volatile solids, biogas production and biofertilizer quality werw evaluated during the anaerobic digestion. It was conducted using inoculums or not and parameters such as temperature, humidity, weight, nutrient content and reduction of heap mass during the composting. A reduction the 58.5% in the quantity of heap dry mass, 40.9% in the organic carbon contents, recycling organic material and chemical demand of oxygen was observed. It was registered temperatures above 40ºC in the heaps interior, evidencing the importance of the process of reduction and/or elimination of pathogens.The presence of innocuous in the substrate anticipated the biogas production in the process of anaerobic digestion...(Complete abstract click electronic access below)

Bränsle är en av det största kostnaden för sjöfart och ny teknik tas fram för att spara bränsle. Men det finns potential att tillverka bränsle på kryssningsfartyg. En av de största utgifterna för att tillverka biogas iland är uppvärmning av substratet, denna kostnad kan elimineras på fartyg genom att använda spillvärme från motorer och ångsystem.   Detta arbete undersöker möjligheten att producera biogas av toalett- och matavfall som dagligen skapas på kryssningsfartyg, vilka komponenter som behövs samt beräkningar av utrymme de skulle ta och hur stor mängd gas som kan tänkas produceras. Rapporten utfördes genom att undersöka hur biogas produceras i land, vilka är de vanligaste teknikerna som används idag och om de är teknisk möjliga att ha på kryssningsfartyg. För att räkna ut gaspotential samt volym för tankar och reaktor har data samlat in från fyra kryssningsfartyg, data för toalettavfall har tagit från land. Resultatet av beräkningarna blev att potential att tillverka biogas finns men att mängden gas inte kan motivera kostnaden för att installera en biogasanläggning på ett kryssningsfartyg. / Fuel is one of the biggest costs in shipping today, and new technologies are being developed to save fuel. But there is potential to make fuel today aboard cruise ships. One of the biggest expenses in making biogas on land is the heating of the substrate, this cost can be eliminated on ships by using waste heat from engines and steam systems. This report explores the possibility of producing biogas by using toilet and food waste that is created daily aboard cruise ships. What components are needed, calculations of the space they would take and how much gas could be produced. The report was conducted by examining how biogas is produced on land, what are the most common technologies used today? And if they are technically possible aboard a cruise ship? To calculate gas potential, tank and reactor volume. Data has been collected from four cruise ships. The results show that it is possible to create biogas. But that the amount of gas could not justify the cost of building a biogas plant aboard cruise ships.

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Banca: Adelia Pereira Miranda / Banca: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Resumo: Objetivou-se de avaliar a biodigestão anaeróbia e produção de biogás de dejetos de vacas leiteiras submetidos a diferentes tempos de exposição ao ar. Primeiramente foram coletados 300 kg de dejetos produzidos em 24 horas, que foram conduzidos ao pátio de armazenamento. A cada três dias, durante 18 dias, fazia-se o abastecimento dos biodigestores. Os biodigestores foram abastecidos com os dejetos provenientes da leira nos tempos de exposição zero (0d), três (3d), seis (6d), nove (9d), 12 (12d), 15 (15d) dias e 18 (18d) dias de exposição. A redução de massa foi avaliada em relação à matéria seca e à matéria natural do dejeto. A redução de massa da leira foi de 73 % em 18 dias. Os teores de ST dos tratamentos variaram de 17,8 % a 27,3 % e os teores de SV de 79,93 % a 73,8 %. O valor de pH variou de 7,38 a 9,24. Os picos de produção de biogás com elevado teor de CH4 foram mais adiantados quando os substratos foram obtidos nos maiores tempos de exposição, tornando evidente que uma fermentação prévia dos dejetos antes do abastecimento de biodigestores é conveniente para o adiantamento da produção de biogás. Em relação aos teores de metano, embora não se tenha observado diferença entre os tratamentos, houve diferença entre as semanas de leitura (P<0,05), em que nas quatro primeiras semanas os teores de metano foram menores do que os teores apresentados na quinta e na sexta semana. Houve diferença (P<0,05) entre os tratamentos para os potenciais de produção de biogás em relação aos ST adicionados, do estrume e dos substratos, sendo as melhores médias as dos tratamentos oriundos da leira após seis, nove e 12 dias de exposição / Abstract: This study aimed to evaluate the anaerobic biodigestion and production of biogas from manure of dairy cows subjected to different times of exposure to air. First was collected 300 kg of waste produced within 24 hours, which were driven to the storage yard, and every three days, during 18 days, was made the supply of the biodigesters. The biodigesters were supplied with slurry from the pile in the exposure zero (0d), three (3d), six (6d), nine (9d), 12 (12d), 15 (15d) and day 18 (18d) days of the exposure. The reduction in mass was evaluated in terms of dry matter and matter's natural manure. The reduction in mass was 73% in 18 days. The levels of TS ranged from 17,8% to 27,3% and the levels of VS 79,93% to 73,8%. The pH ranged from 7,38 to 9,24. The peak production of biogas was earlier when the substrates were in the larger day, making clear that a prior fermentation of manure digesters before the supply is convenient for the advancement of biogas production. In relation to content of methane, but would not give significant difference between treatments was no significant difference between the days of reading (P <0.05), in which the first four readings of methane levels were lower than the levels presented in the fifth and sixth reading. Statistically significant (P <0.05) among treatments for the potential of ST added, manure and the substrate, and the best means of treatment from the following pile six, nine and 12 days of exposure / Mestre

Biogasplants are installations for converting of biomass to produce biogas, which is a valuable energy source if a proper management of ananaerobic process is kept. In the Czech Republic are mainly agricultural biogas plants. This workis focused on evaluation of data obtained from a specific biogas plant, which islocated in the town Úpice. This plant processes biodegradable waste. Data are evaluated qualitatively, also with use of cluster analysis using statistical program R as well as by a proposed linear regression models in Matlab software. Results were applied for suggestins of several measures for the management of biogas plant and for creation of non-linea rregression model, which can be further developed. . Keywords: Biogas, plant, anaerobic, fermentation, biodegradable, waste, data analysis, differential model

Im Rahmen des BioPara Netzwerkes: „Gesamterfassung von biochemischen und metagenomischen Parametern in Biogasanlagen und deren Korrelation zur Produkteffizienz“ erfolgte die in dieser Arbeit durchgeführte Isolierung und Charakterisierung von prozessrelevanten methanogenen Archaeen aus frischen Schlammproben einer kommerziellen Biogasanlage. Insgesamt wurden sechs verschiedene Arten der Gattungen Methanobacterium, Methanoculleus sowie Methanosarcina isoliert und als Reinkultur kultiviert. Darunter wurden mit Methanobacterium aggregans und Methanosarcina flavescens bis dahin unbekannte Spezies identifiziert und umfassend charakterisiert. Außerdem erfolgte mit Methanoculleus bourgensis und M. flavescens die Anreicherung der beiden abundantesten methanoarchaealen Mikroorganismen des beprobten Biogasreaktors. Weiterführend wurde ein anaerobes Testsystem etabliert, um die Methanproduktivität der analysierten Biogasanlagen im Labormaßstab abzubilden. Mit diesem Testsystem wurden die hydrogenotrophen und methylotrophen Wege der Methanogenese als potentiell raten-limitierende Schritte des Biogasprozesses in NawaRo-Anlagen analysiert. Die hydrogenotrophe Methanogenese verlief in allen beprobten Biogasreaktoren nicht an der maximalen Kapazitätsgrenze und stellte daher keinen raten-limitierenden Schritt dar. Weiterführend wurde die methylotrophe Methanogenese bei hohen Methanosarcina-Abundanzen als nicht-ratenlimitierender Prozess identifiziert und durch die Zugabe von Isolat E03.2 zu inaktivierten Schlammproben der untersuchten Biogasanlagen, ergaben sich Hinweise auf die Anwesenheit von Methoxygruppen. Aufgrund der fundamentalen Bedeutung des Wasserstoff-Stoffwechsels in NawaRo-Biogasanlagen, wurden u.a. Wasserstoff-abhängige Gesamt- sowie methanoarchaeale Enzymreaktionen aus frischen Schlammproben quantifiziert und als mögliche Parameter zur Prozessüberwachung analysiert. Dabei konnte eine positive Korrelation der Gesamt-Hydrogenaseaktivität mit der Methanproduktivität in den untersuchten Biogasanlagen gezeigt werden. Die Gesamt-Hydrogenaseaktivität ist somit einen aussagekräftiger Parameter zur Prozesskontrolle.