Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-27Bitstream added on 2014-06-13T18:20:57Z : No. of bitstreams: 1 machado_cr_me_botfca.pdf: 313360 bytes, checksum: 89e639c32ee6924dbc36e6125aca66dd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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

Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Co orientador: José Luz Silveira / Banca: Marcio Abud Marcelino / Banca: Christian Jeremi Coronado Rodríguez / Resumo: Nos dias de hoje é essencial a busca por novas fontes energéticas, não somente pelos aspectos ambientais e seus respectivos gases poluentes, que contribuem para o aumento do efeito estufa em nosso planeta, mas também como uma forma de desenvolver novas tecnologias, reduzindo cada vez mais nossa dependência global em uma matriz energética. Cada vez mais a tendência de um sistema mais produtivo com o confinamento de animais, em unidades restritas, acaba gerando grandes problemas ambientais devido a alta geração de resíduos com sua indevida disposição no solo. Devido a esta realidade, os biodigestores se apresentam como uma boa alternativa, não só na redução da contaminação ambiental, como na produção de energia. Neste estudo foi realizada uma análise técnica e econômica entre uma microturbina e um motor de combustão interna, a fim de analisar a aplicabilidade de ambas as tecnologias, através da quantidade e forma de energia necessárias ao local, os custos de investimento e o tempo de retorno do capital. Por fim, foram estudados os aspectos ambientais, calculados através da eficiência ecológica, realizando uma comparação entre o gás natural e o biogás, ambos os combustíveis sendo queimados em microturbinas e motores de combustão interna. / Abstract: Today it is essential to search for new energy sources, not only for their environmental and greenhouse gases, which contribute to the enhanced greenhouse effect on our planet, but also as a way to develop new technologies, reducing more our dependence on a global energy matrix. Increasingly, the trend of a more productive with the confinement of animals in restricted units, it generates large environmental problems due to high waste generation with their improper disposal in the ground. Due to this fact, the digesters are presented as a good alternative, not only in reducing environmental contamination, such as in energy production. This study was carried out a technical and economic analysis of a microturbine and an internal combustion engine in order to analyze the applicability of both technologies, and by the amount of energy required to form local investment costs and time to return the capital. Finally, we studied the environmental, ecological efficiency calculated by, making a comparison between natural gas and biogas, both fuels being burned in microturbines and internal combustion engines. / Mestre

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

Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Banca: João Ubiratan de Lima e Silva / Banca: André Luis de Paula Marques / Resumo: A intensificação das atividades humanas nas cidades tem gerado um acelerado aumento na produção de resíduos sólidos, os quais se constituem em grande problema para as administrações públicas. Após dispostos nos aterros sanitários, os resíduos sólidos urbanos, que contêm significativa parcela de matéria orgânica biodegradável, passam por um processo de digestão anaeróbia provocado pela ação de microorganismos que transformam a matéria orgânica em um gás conhecido como biogás. Os principais constituintes da composição do biogás são o metano e o dióxido de carbono. Estudos existentes indicam que, considerando um período de 100 anos, 1 grama de metano contribui 21 vezes mais para o potencial de aquecimento global (GWP - Global Warning Power) do que 1 grama de dióxido de carbono. A queima do biogás transforma o metano em dióxido de carbono e vapor d'água, reduzindo o GWP e possibilitando a participação no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) previsto no Protocolo de Kyoto, ao qual é permitida a venda de certificados de redução de emissão por países em desenvolvimento. O presente trabalho propõe a cooperação intermunicipal entre quatro municípios localizados no Vale do Paraíba para a construção de um aterro sanitário com recuperação de biogás visando a geração de eletricidade. Para isso, utilizaram-se de equações existentes na literatura com o objetivo de mensurar a quantidade de biogás emitida pelo aterro sanitário, possibilitando avaliar o potencial de geração de energia elétrica e o potencial de geração de créditos de carbono. Ao final é feita uma análise econômica do projeto possibilitando comparar o custo da geração de eletricidade com o valor cobrado pela concessionária local. / Abstract: The human activities intensification in the cities has been generating an accelerated increase in the solid residues production, which constitute a big problem for the public administrations. After arranged in the sanitary landfill, the urban solid residues, that contains biodegradable organic matter significant bit, they pass through an anaerobic digestion process provoked by the microorganisms action that transform the organic matter in a gas well-known as biogas. Biogas main composition constituent are the methane and the carbon dioxide. Existing studies indicate that, considering a period of 100 years, 1 methane gram contributes 21 times more for Global Warning Power (GWP) than 1 carbon dioxide gram. Biogas burning transforms the methane in carbon dioxide and water vapor, reducing the GWP and enabling the participation in the Clean Development Mechanism foreseen in the Kyoto Protocol, to which is a1lowed the certificates emissions reductions sa1es for countries in development. The hereby work proposes the inter-municipa1 cooperation among four municipal districts located in "Vale do Paraíba" for the construction of a sanitary landfill with biogas recovery aiming at electricity generation. For that, existing equations in the literature was made use of with the goal of measuring biogas quantity emitted by the sanitary landfill, enabling to evaluate the electric power generation potential and for the carbon potential credits generation. At the end a project economic analysis is made enabling to compare the electricity generation cost with the value charged by the local concessionary. / Mestre

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

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Banca: Osmar de Carvalho Bueno / Banca: Tânia Mara Baptista dos Santos / Resumo: 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,...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Mestre

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

Resumo: As mudanças estruturais do setor agropecuário brasileiro contribuíram para a sua modernização provocando uma intensificação do uso de energia na agricultura. A tendência crescente dos preços de energia demanda estudos sobre a viabilidade técnicoeconômica de fontes alternativas de energia, além das questões de ordem ambiental. Uma das alternativas que vem despertando grande interesse é a tecnologia de biodigestão anaeróbia de resíduos animais, particularmente de resíduos da produção de suínos, com a implantação de biodigestores, em sistema biointegrado. Esta apresenta vantagens, como a produção de biogás e biofertilizante, produtos de elevado valor agregado, redução da poluição dos recursos hídricos e facilidade de implantação e operação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um estudo para estimar a viabilidade econômica de um sistema biointegrado, para produção de eletricidade e biofertilizante, a partir do aproveitamento de dejetos suínos. Os dados para este estudo foram coletados em uma agroindústria, cuja principal atividade é a criação de aves poedeiras, mas também conduz atividades de suinocultura, configurando, portanto, um estudo de caso. O biodigestor analisado é um modelo tubular contínuo, com calha de água em alvenaria e com uma manta plástica como gasômetro, onde são depositados diariamente os dejetos de 2.300 suínos em fase de terminação. O sistema possui um gerador de eletricidade acoplado a um motor adaptado para uso com biogás. Foram analisados os custos de implantação, e os custos anuais de manutenção, depreciação e juros. Os benefícios anuais foram dados pelo valor econômico da eletricidade consumida e dos nutrientes presentes no biofertilizante usado para irrigação de pastagens. Também foram estimados indicadores de viabilidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Structural changes in the Brazilian agriculture have contributed to its modernization, causing the intensification of energy use in it. Besides the environment, the energy cost increase tendency has demanded studies on the technical economic viability of alternate energy sources. One interesting alternative is the technology of animal waste anaerobic biodigestion, mainly the one using swine waste, through the installation of biodigesters in a biointegrated system. The advantages are: biogas and biofertilizer production, highly aggregated value products, decrease of water resource pollution, easy installation and operation. This work aimed to develop a study to estimate the economic viability of a biointegrated system installation and operation to produce electricity and biofertilizer from swine wastes. Data for the study were collected in an agroindustry whose main activity is the production of broiler feeder hens, but that also has swine production activities, which characterizes a case study. The analyzed biodigester is a continuous tubular model with brick concrete duct and plastic covering with a gasometer, and where the waste of 2,300 fattening pigs are deposited daily. The system has an electricity generator attached to an adapted motor for biogas use. Installation costs, yearly maintenance costs, depreciation and interests were analyzed. Yearly benefits were given by the economic value of electricity consumption and nutrients present in the biofertilizer used for pasture irrigation. The following economic viability indicators were also estimated considering a 6% per year discount tax: Net Present Value (NPL), Intern Return Rate (IRR), Cost Benefit Relationship... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Coorientador: Osmar de Carvalho Bueno / Banca: Marco Antônio Martin Biaggioni / Banca: Fernando Colen / Mestre

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

Orientador: Jorge de Lucas Junior / Banca: Vera Maria Barbosa de Moraes / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Resumo: Objetivou-se a avaliação da produção e caracterização qualitativa de dejetos em sistemas de produção de ovos automatizado e convencional, bem como dos processos de compostagem e de biodigestão anaeróbia desses dejetos. Foram efetuadas quantificações diárias em conformidade com a rotina estabelecida na propriedade para os dois sistemas de produção. Para dejetos provenientes de sistemas automatizados encontrou-se uma produção de 0,10kg ave-1 dia-1 de matéria natural (MN) e 0,03kg ave-1 dia-1 de matéria seca (MS), para dejetos provenientes de sistemas convencionais armazenados sob as gaiolas de criação de galinhas por 260 dias a produção foi de 0,03kg ave-1 dia-1 (MN) e 0,025kg ave-1 dia-1 (MS) e quando avaliados com um dia de produção foi de 0,05kg ave-1 dia-1 (MN) e 0,02kg ave-1 dia-1 (MS). Após 90 dias de compostagem de dejetos de galinhas poedeiras, frescos (com e sem a adição de bagaço de cana-de-açúcar e serragem) e armazenados por 260 dias (com adição de bagaço de cana-de-açúcar e serragem), obteve-se redução de sólidos totais (ST) de 46,2%, 45,6% e 28,6%, respectivamente. Foram abastecidos biodigestores bateladas e contínuos com dejetos frescos e armazenados por 260 dias de galinhas poedeiras, ambos contendo 6% de ST e tempo de retenção hidráulica de 20 dias. Em ambas as fases, batelada e contínua, a maior produção de biogás foi para os dejetos frescos. As produções de biogás por kg de ST adicionados foram maiores para os biodigestores abastecidos com dejetos frescos, tanto em fase batelada quanto contínua (0,34m3. kg ST adicionados-1 e 0,45m3. kg ST adicionados-1, respectivamente) quando comparados com dejetos armazenados por 260 dias (0,28m3. kg ST adicionados-1 e 0,22m3. kg ST adicionados-1). / Abstract: The objective was to evaluate of the production and qualitative characterization of residues in conventional egg production and the automatic production system in commercial hen farms, composting and anaerobic bio-digestion. Daily quantifications were made in conformity to the routine management of the premises for the two production systems. In the automatic system the waste, production found was 0,10kg poultry-1 day-1 of natural matter (MN) and 0,03kg poultry-1 day-1 of dry matter (MS), wastes produced from conventional production system located under the cages of hens creation by 260 days, the production was 0,03kg poultry-1 day-1 (MN) and 0,025kg poultry-1 day-1 (MS) and when evaluated the daily production the waste found was 0,05kg poultry-1 day-1 (MN) and 0,02kg poultry-1 day-1 (MS). After 90 days of composting of poultry manure fresh (with and without the addition of sugar-cane pulp and sawdust) and stored by 260 days (with addition of sugar-cane pulp and sawdust), a reduction of total solids (TS) of 46,2%, 45,6% and 28,6%, was obtained respectively. Bio-digesters in batch and in daily load were supplied with fresh manure and stored by 260 days, both containing 6% of TS and hydraulic times' retention of 20 days. In both phases, batch and daily load, fresh manure was the largest producer of biogas. The biogas production per kg of added TS was larger for the bio-digestors supplied with fresh manure, both in batch phase and daily load (0,34m3. kg TS add-1 and 0,45m3. kg TS add-1, respectively) when compared with manure stored for 260 days (0,28m3. kg ST add-1 and 0,22m3. kg ST add-1). / Mestre