Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The piggery for many years was characterized as a waste-generating activity of high
polluter, but in recent decades many studies are responsible for changing this
concept. The use of biodigester is well disseminated to lessen the impacts generated
by this activity, gaining encouragement deployment in recent years, by encouraging
the use of renewable energy. The biodigester is responsible for the production of
biogas used as alternative energy on farms that have the digesters system. We
observed few studies that investigate the geometry of the digesters and its effects on
anaerobic digestion process. This work aimed to study the partitioning of the
Canadian model digester anaerobic digestion of swine waste applied to evaluating
the degradation (removal) of the physic-chemical parameters (temperature, pH,
COD, BOD5, total nitrogen, total phosphorus, total solids, total fixed solids and total
volatile solids), and determining a kinetic model describing the biogas produced in
each of the compartments of the digesters. For the study were built three reactors in
bench scale: the first with a partitioning which caused variation of the horizontal flow,
the second with partitioning which flux change generated in the vertical and third,
without fragmentation, to be used as a reactor testimony. The analyzes of the physicchemical
parameters were made according to Standard Methods for the Examination
of Water and Wastewater, since the determination of the kinetic model was done
considering the existence of a plug flow (tubular reactor) to each of the reactors
constructed and to qualification of biogas was use a gas chromatograph. On the
analysis of physic-chemical was second reactor (flow variation vertically) that showed
that showed a significant difference in the efficiency of COD removal and pH values,
and this reactor also showed better removal of solids and BOD5. Already
temperature, showed similar behavior in the three reactors, characterizing the
anaerobic digestion occurred primarily in the mesophilic range. Considering the
BOD5 as a substrate was obtained as rate constant 0.021 d-1, 0.025 d-1 and 0.024 d-1,
respectively for the first, second and third reactor. However, considering the COD as
a substrate was obtained 0.032 d-1, and 0.034 d-1, 0.027 d-1 for each of the reactors.
Kinetic models had a higher correlation with the experimental data when considering
the COD as substrate, and was the second reactor with the highest correlation (R2 =
0.599). In the evaluation of biogas the three reactors not showed difference between
them. / A atividade suinícola por muitos anos foi caracterizada como uma atividade geradora
de resíduos de alto índice poluidor, porém nas últimas décadas muitos são os
estudos responsáveis por mudar esse conceito. O uso de biodigestor está bem
disseminado para diminuir os impactos gerados por essa atividade, ganhando
estímulo de implantação nos últimos anos, pelo incentivo ao uso de energia
renovável. O biodigestor é responsável pela produção do biogás, usado como
energia alternativa em propriedades rurais que possuem o sistema de biodigestores.
Observam-se poucos trabalhos que pesquisam a geometria dos biodigestores e
seus efeitos no processo de digestão anaeróbia. Esse trabalho objetivou o estudo da
compartimentação do biodigestor modelo canadense no processo de digestão
anaeróbia aplicada a resíduos da suinocultura, avaliando a degradação (remoção)
dos parâmetros físico-químicos (temperatura, pH, DQO, DBO5, Nitrogênio total,
Fósforo total, sólidos totais, sólidos fixos totais e sólidos voláteis totais),
determinando um modelo cinético e qualificando o biogás produzido em cada um
dos compartimentos dos biodigestores. Para o estudo foram construídos três
reatores em escala de bancada: o primeiro com uma compartimentação que
provocava variação de fluxo na horizontal, o segundo com uma compartimentação, a
qual gerava variação de fluxo na vertical e o terceiro, sem compartimentação, para
ser utilizado como um reator testemunho. As análises dos parâmetros físicoquímicos
foram realizadas de acordo com o Standard Methods for Examination of
Water and Wastewater, já a determinação do modelo cinético foi realizada
considerando a existência de um fluxo pistão (reator tubular) para cada um dos
reatores construídos e para a qualificação do biogás utilizou-se um cromatógrafo a
gás. Quanto à avaliação dos parâmetros físico químicos, foi o segundo reator
(variação de fluxo na vertical) que apresentou diferença significativa na eficiência de
remoção de DQO e nos valores de pH, sendo que esse reator também apresentou
melhor remoção de DBO5 e sólidos. A temperatura apresentou comportamento
semelhante nos três reatores, caracterizando que a digestão anaeróbia ocorreu
prioritariamente na faixa mesofílica. Considerando a DBO5 como substrato obteve-se
como constante de velocidade 0,021 d-1; 0,025 d-1 e 0,024 d-1, respectivamente para
o primeiro, segundo e terceiro reator. Todavia, considerando a DQO como substrato
obteve-se 0,032 d-1; 0,034 d-1 e 0,027 d-1 para cada um dos reatores. Os modelos
cinéticos apresentaram uma maior correlação com os dados experimentais quando
considerada a DQO como substrato, sendo que foi o segundo reator que apresentou
maior correlação (R2 = 0,599). Na avaliação do biogás os três reatores não
apresentaram diferença entre si.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/7957 |
| Date | 06 September 2012 |
| Creators | Oliveira, Matias Marchesan de |
| Contributors | Silveira, Djalma Dias da, Garcia, Gerson Guarez, Garcia, Dagmar Camacho |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, UFSM, BR, Engenharia de Processos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300800000005, 400, 300, 300, 300, 300, 2f70faa7-f713-45f8-a7f6-d0e7dc299ce7, 25cdc7f7-5090-4d23-bc8e-f536f717ab1c, 6877845c-8d27-478e-8585-cdd684eca00c, 4e543669-5f14-42e6-b658-297a086f1d0d |
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