Orientador: Prof. Dr. Gilberto Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / Em decorrência da necessidade de realização de tratamento e destinação final adequados de
resíduos sólidos urbanos, faz-se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias. No Brasil, a principal forma de destino final é a disposição em aterros sanitários, porém, a escolha da forma de gestão e tecnologia a ser empregada dependerá das condições particulares de cada região. Considerando que mais de 50% do resíduo sólido urbano brasileiro é orgânico uma das alternativas é a digestão anaeróbia que no Brasil se encontra em desenvolvimento em escala de planta piloto e bancada. O presente trabalho teve como objetivo realizar ensaios laboratoriais de digestão anaeróbia de resíduos alimentares do restaurante universitário da Universidade Federal do ABC com vistas à melhor compreensão do processo e otimização da produção de metano (CH4). Os ensaios foram divididos em quatro etapas (Etapas), sendo as Etapas 1, 2 e 3 realizadas para subsidiar com informações a Etapa 4 em seu planejamento e desenvolvimento.
Os experimentos dessa etapa foram realizados de forma a avaliar a produção de metano
utilizando diferentes proporções de substrato, submetidos a tratamento aeróbio prévio, em
relação ao inóculo sendo 10% S_I (10%), 20% S_I (20%) e 30% S_I (30%), todas realizadas
em em triplicata, além de se realizar também o monitoramento da produção de metano do
inóculo sem mistura com substrato (I) também em triplicata. O monitoramento da produção de metano foi realizada de forma automática pelo AMPTSII No início e no encerramento foram
realizadas análises de densidade, sólidos totais e voláteis, umidade, pH, alcalinidade, acidez,
relação AI/AP e carbono/nitrogênio. No que se refere à estabilidade do processo, os resultados de pH, alcalinidade, relação AI/AP e acidez mostraram que ao final do período de
monitoramento os reatores não se encontravam em condições desfavoráveis à atividade
metanogênica, fato que pode indicar apenas o término do consumo do substrato presente. O
monitoramento da produção de metano da triplicata de cada mistura foi encerrado quando se detectou variações muito baixas de produção sendo S_I (10%) monitorado por 47 dias, S_I
(20%) monitorado por 53 dias e S_I (30%) e o Inóculo monitorados por 93 dias.
No período de 47 dias registrou-se uma produção acumulada de 2.006 ± 277 NmL de CH4 para S_I (10%), sendo que os primeiros 10 dias foram responsáveis pela emissão de 85% do total. Para S_I (20%) que continha o dobro de substrato, no período de 53 dias foi registrado uma produção acumulada de 4.617 ± 359 NmL de CH4, sendo que os primeiros 10 dias foram
responsáveis pela emissão de 62%. A mistura "S_I (30%)" continha o triplo de substrato que
"S_I (10%)", no entanto, observando os primeiros 10 dias foram registrados apenas 23% do
total de gás emitido no período de monitoramento e a resposta proporcional de substrato por volume de gás não ocorreu. No 8° ocorreu uma estagnação da produção de CH4 que estendeuse por aproximadamente 23 dias, retomando a produção após este período. Em relação à produção específica, nos primeiros 19 dias a produção de CH4 em "S_I (10%)" foi a maior dentre as misturas com 550 NmL de CH4/(gSV.dia). Ao final do período de monitoramento de S_I (10%) observa-se que a produção especifica de S_I (20%) foi a maior dentre as misturas com sendo 682 NmL de CH4/(gSV.dia) e 595 NmL de CH4/(gSV.dia) para S_I (10%). Apenas após 93 dias de monitoramento foi registrado em S_I (30%) uma produção específica próxima a S_I (10%) ao final de seu monitoramento, com 598 NmL de CH4/(gSV.dia), ou seja, foi necessário o dobro de tempo para que S_I (30%) atingisse a produção específica próxima a S_I (10%). / As a result of the need to carry out adequate treatment and final destination of solid urban waste, it is necessary to develop new technologies. In Brazil, the main form of final destination of the wastes is the disposal in landfills, however, the choice of management and technology to be used will depend on the particular conditions of each region. Considering that more than 50% of Brazilian solid urban waste is organic, one of the alternatives is the anaerobic digestion that is being developed in Brazil in a pilot scale and bench scale. The present work had as objective to carry out laboratory tests of anaerobic digestion of food waste from the university restaurant of the Federal University of ABC with a view to a better understanding of the process and optimization of the production of methane (CH4). The trials were divided into four stages (Stages), with Stages 1, 2 and 3 being carried out to inform Step 4 of their planning and development. The experiments of this step were carried out in order to evaluate the methane production using different proportions of substrate, submitted to previous aerobic treatment, in relation to the inoculum medium being 10% S_I (10%), 20% S_I (20%) and 30% S_I (30%), all carried out in triplicate, in addition to monitoring the methane production of inoculum (I) without mixing with substrate also in triplicate. Monitoring of methane production was performed automatically by the AMPTSII Density, total and volatile solids, moisture, pH, alkalinity, acidity, AI / AP and carbon and nitrogen were analyzed at the beginning and at the end of the study. Regarding the stability of the process, the results of pH, alkalinity, AI / AP ratio and acidity showed that at the end of the monitoring period the reactors were not in unfavorable conditions to the methanogenic activity, fact that can indicate only the end of the Consumption of the present substrate. The monitoring of the methane production of the triplicate of each mixture was terminated when very low production variations were detected, with S_I (10%) monitored for 47 days, S_I (20%) monitored for 53 days, and S_I (30%) and Inoculum monitored for 93 days.
In the 47-day period, a cumulative production of 2,006 ± 277 NmL from CH4 to S_I (10%) was
recorded, with the first 10 days occurring at 85% of the total. For S_I (20%) containing twice
the substrate, during the period of 53 days an accumulated production of 4,617 ± 359 NmL of
CH4 was recorded, and the first 10 days were responsible for the emission of 62%. The mixture
"S_I (30%)" contained triple the substrate as "S_I (10%)", however, observing the first 10 days
were recorded only 23% of the total gas emitted in the monitoring period and the proportional response of Substrate by volume of gas did not occur. At 8 °, there was a stagnation of CH4 production that extended for approximately 23 days, resuming production after this period.
Regarding the specific production, in the first 19 days the production of CH4 in "S_I (10%)"
was the largest of the mixtures with 550 NmL of CH4 / (gSV.dia). At the end of the S_I
monitoring period (10%) it is observed that the specific production of S_I (20%) was the largest among the blends with 682 NmL of CH4 / (gSV.day) and 595 NmL of CH4 / ( GSV.day) for S_I (10%). Only after 93 days of monitoring was a specific production of the S_I (30%) it
showed near to S_I (10%) at the end of its monitoring period, with 598 NmL of CH4 /
(gSV.day), that is, it took twice as long to S_I (30%) reached the specific production near S_I
(10%).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:106821 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Oliveira, Bruna Patrícia de |
| Contributors | Martins, Gilberto, Pereira Neto, Ana Maria, Carneiro, Tânia Forster |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 133 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=106821&midiaext=74781, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106821&midiaext=74780, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=106821 |
Page generated in 0.003 seconds