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Previous issue date: 2017-02-03 / CNPQ / O crescente interesse em ampliar a produção de energia a partir de fontes renováveis e a necessidade de gerir adequadamente os resíduos gerados tem incentivado o aproveitamento energético de fontes de biomassa. Dentre as estratégias utilizadas, encontra-se a biodigestão de resíduos orgânicos para a produção de biogás. Em Pernambuco, cada região apresenta alguma fonte de biomassa com potencial em destaque, devido a sua geração em grandes quantidades aliada ao alto teor de matéria orgânica. Palma forrageira é uma biomassa de alta produtividade em regiões semiáridas em comparação a outras culturas, podendo ser uma alternativa para esta região. A vinhaça, originada no processamento de cana-de-açúcar na Zona da Mata, apresenta potencial poluidor caso não seja adequadamente gerida. Já a geração de resíduos alimentares está intimamente ligada ao adensamento populacional, sendo bastante expressivos em grandes cidades e na Região Metropolitana do Recife. A biodigestão, além de produzir biogás, estabiliza a matéria orgânica presente, diminuído seu potencial nocivo ao meio ambiente. A presente pesquisa avaliou a produção de biogás sob diferentes condições a partir de palma forrageira, de vinhaça e de resíduos alimentares do restaurante universitário (RU) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Para realização dos ensaios foram utilizados reatores de bancada de 2,7 L e lodo de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) como inóculo. Um reator de 200 L, construído em galão de plástico, tubos, conexões e válvulas hidráulicas também foi utilizado no estudo da biodigestão de resíduos alimentares. Esse reator foi operado por um ano, na forma de batelada alimentada durante o start-up e como reator semi-contínuo após o preenchimento de seu volume útil. Com a biodigestão de palma forrageira foi possível obter produção de biogás entre 0,15 e 0,20 m³ por quilograma de sólidos voláteis, o suficiente para gerar 560 m³ de biogás por hectare de palma plantada. O processo, no entanto, ocorreu de forma lenta e se estendeu por grande período de tempo. O controle de temperatura a 35°C durante a biodigestão da vinhaça mostrou-se capaz de aumentar a produção de biogás em quase 30% em relação à temperatura ambiente (~25°C), atingindo até 0,739 m³/kgSV. Além disso, trouxe mais estabilidade para o processo e reprodutibilidade dos resultados. Resultado semelhante foi obtido com o uso de tratamento térmico de resíduos alimentares, que trouxe estabilidade, reprodutibilidade e menor tempo para início da produção de biogás com teores de metano acima de 45%. Apesar disso, não resultou em aumento da produção de biogás. Estimativas indicaram a possibilidade de produção de 45 m³ de biogás por dia à partir de resíduos do RU-UFPE. O reator de 200 L foi operado com sucesso e gerou uma produção máxima de 46,5 m³biogás/m³resíduos alimentares. / The growing interest in expanding the energy production from renewable sources and the requirement to properly manage the waste generated has encouraged the use of energy from biomass sources. Biodigestion of organic waste for biogas production is one of the used strategies. In Pernambuco, each region presents a biomass source pointed as featured potential biomass with potential in prominence, due to its generation in great quantities allied to the high organic matter content. Prickly pear is a high productivity biomass source in semi-arid regions, when compared with other crops such as corn, soybeans and sugarcane, and it can be an alternative biomass source for this specific region. Vinasse originated from sugarcane milling at Zona da Mata region presents a polluting potential if it is not properly managed. Food waste generation is closely linked to population density and it is quite significant in large cities as Recife and surroundings. Anaerobic digestion, besides producing biogas, stabilizes the biomass organic matter, reducing its harmful potential to the environment. The present research evaluated biogas production under different conditions and biomass sources: prickly pear, vinasse and food waste (FW). FW was collected from university restaurant (UR) of the Federal University of Pernambuco (UFPE). To carry out the tests, 2.7 L bench reactors and sludge drom Effluent Treatment Station (ETS) were used as inoculum. Also, a 200 L reactor, built in plastic gallon, tubes, fittings and hydraulic valves was operated during one year. This reactor was operated as batch test during the start-up, and after, as a semicontinuous reactor using different organic loads. Biodigestion of prickly pear produced between 0.15 and 0.20 m³ of biogas per kilogram of volatile solids (VS), enough to generate 560 m³ of biogas per hectare of prickly pear. The process, however, occurred slowly and stretched over a long period of time. Temperature control at 35°C during vinasse biodigestion increased biogas production by almost 30% when compared to room temperature (~ 25°C), reaching up to 0.739 m³/kgVS. In addition, it provided more stability to the process and reproducibility of results. A similar result was obtained by thermal treatment of food waste before biodigestion. It provided stability, reproducibility of results and less time to start rich methane biogas production. Despite this, it didn’t increased biogas production. Estimates indicated that 45 m³ of biogas could be produced per day from biodigestion of FW from the UR-UFPE. The 200 L reactor was successfully operated and generated a maximum production of 46.5 m³biogas/m³FW.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/24850 |
| Date | 03 February 2017 |
| Creators | SANTOS, Taciana do Nascimento |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/7765730420070015, MENEZES, Rômulo Simões Cezar |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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