Orientadora: Profa. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, 2014. / Nesse trabalho, objetivou-se avaliar a produção de biogás durante o processo de biodigestão anaeróbia de dejetos de bovinos leiteiros, com e sem a separação de sólidos, em duas etapas: na Etapa 1, foi realizada a biodigestão em 16 biodigestores do tipo batelada, com volume útil de 2L, abastecidos com dejetos obtidos em 4 diferentes condições: (1) o dejeto in natura após a lavagem dos pisos dos estábulos; (2) após o separador de sólidos; (3) após o separador de sólidos e um decantador de areia e (4) com o dejeto sólido retido no separador de sólidos diluído em água. O tempo de retenção hidráulica foi de 196 dias. As maiores reduções de sólidos voláteis (SV) foram obtidas para os biodigestores abastecidos com os dejetos que passaram por algum processo de separação de sólidos e o maior potencial de produção de metano (CH4) foi de 0,2686 m³ de CH4 kg-1 de SV adicionados para os biodigestores abastecidos com os dejetos após o separador de sólidos, porém as maiores produções de biogás ocorreram nos biodigestores sem a separação de sólidos. Na Etapa 2, foi realizada a biodigestão em 8 biodigestores do tipo contínuo, abastecidos com dejetos sem separação da fração sólida e com separação da fração sólida em uma peneira de malha de 1,0 mm. O experimento foi conduzido durante 23 semanas e foi convencionado um período, após a estabilização do biodigestor de 5 semanas para avaliar o processo de biodigestão. Os potenciais de produção de metano (CH4) foram superiores para os biodigestores com separação de sólidos sendo de 0,2407 m³ de CH4 kg-1 de SV adicionados e nos biodigestores sem a separação esse valor foi de 0,2101 m³ de CH4 kg-1 de SV adicionados. Na produção de biogás os biodigestores sem a separação da fração sólida obtiveram valores superiores sendo de 0,0456 m³ biogás kg-1 de dejeto enquanto nos biodigestores com a separação da fração sólida a produção foi de 0,0318m³ de biogás kg-1 de dejeto, porém o teor médio de metano foi mais elevado nos biodigestores com a separação de sólidos (66,5%). Observaram-se melhores potenciais de produção de biogás e metano quando ocorre uma redução na concentração de sólidos nos dejetos e, nesse caso, os tempos de retenção hidráulica podem ser reduzidos, o que reduz o volume do biodigestor e custos de implantação e de manutenção. Nos casos em que haja limitação de área e não seja desejável a mecanização ou manutenção dos biodigestores, a separação de sólidos é mais vantajosa, mas o resíduo separado deve ter uma destinação adequada para tratamento. Se o interesse for energético e não houver limitação de área, a não separação de sólidos propicia maiores ganhos, porém, o biodigestor necessitará de maior manutenção. / This research work aimed to evaluate the biogas production during the anaerobic biodigestion process of dairy cattle manure, with and without solids separation, in two stages: In the step 1, 16 biodigesters of the batch type were used, each one with 2L of capacity, supplied with manures in four different conditions : (1) The pure manure, after washing of the floors of the free stall system; (2) manure after the solids separator; (3) manure after the solids separator and sand decanter and (4) manure with the solid retained in separator solids, dissolved in water . The hydraulic retention time was of 196 days. The highest reductions of volatile solids (VS) were obtained for the biodigesters supplied with manure that went through some process of solids separation. The highest potential of methane production(CH4) obtained was of 0.2686 m³ CH4 kg -1 of added VS, supplied to digesters with manure after solids separator, but the highest biogas production occurred in the biodigesters without solids separation. In Step 2, 8 of the continuous type biodigestors were used. The biodigesters were supplied with manure without separation of the solid fraction and with separation of the solid fraction in a sieve of 1.0 mm. The experiment was performed for 23 weeks and a period of 5 weeks, after the stabilization of the biodigesters, was established, to evaluate the biodigestion process. The potential of methane production (CH4) was higher for biodigestors with solids separation, being of 0.2407 m³ CH4 kg-1 of added VS and for the biodigestors without solids separation, this value was of 0.2101 m³ CH4 kg-1 added VS. In the production of Biogas, the biodigestors without solid fraction separation showed higher values being 0.0456 m³ biogas kg-1 manure while for the biodigestors with the separation of the solid fraction, the production was of 0.0318 m³ biogas kg-1 manure. The average methane content was higher in biodigestors with solids separation (66.5%). The best potential for biogas and methane production was observed when there was a reduction of the solids concentration in manure and, in this case, the hydraulic retention time can be reduced, which reduces the volume of the biodigester and the cost of implementation and maintenance. In cases where there are an area limitation or the maintenance and mechanization of the biodigestors are not desirable, the separation of solids is advantageous, but the separated solids shall have an appropriate destination for treatment. If the interest is the energy and there is not any area limitation, the solids separation doesn`t provide greater gains, however, the biodigester will require more maintenance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:75492 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Silva, Isis dos Anjos |
| Contributors | Toneli, Juliana Tofano de Campos Leite, Benassi, Roseli Frederigi, Candiani, Giovano |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 84 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=75492&midiaext=69176, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=75492&midiaext=69175, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=75492 |
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