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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/40490| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Recuperação de subprodutos (metano e ácidos carboxílicos) em sistemas anaeróbios tratando resíduos agroindustriais |
| Título em inglês: | Recovery of by-products (methane and carboxylic acids) in anaerobic systems treating agroindustrial waste |
| Autor(es): | Morais, Naassom Wagner Sales |
| Orientador: | Santos, André Bezerra dos |
| Coorientador: | Pereira, Erlon Lopes |
| Palavras-chave: | Saneamento;Produtos biológicos;Águas residuais - Purificação;Agroindústria - Resíduos;Bioproducts recovery;Biomethanization;Carboxylic acids;Agroindustrial wastewater |
| Data do documento: | 2019 |
| Citação: | MORAIS, N. W. S. Recuperação de subprodutos (metano e ácidos carboxílicos) em sistemas anaeróbios tratando resíduos agroindustriais. 2019. 167 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019. |
| Resumo: | Objetivou-se, neste trabalho, estudar diferentes águas residuárias agroindustriais (ARA) a partir de ensaios de caracterização, biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia e modelagem cinética, bem como analisar rotas de tratamento anaeróbio com vistas à metanização ou produção de ácidos carboxílicos (AC). As ARA estudadas foram: água residuária (AR) de abatedouro (ARB), de suinocultura (ARS), de cervejaria (ARC), de laticínios (ARL), do beneficiamento de frutos (ARBF) da indústria de sorvetes e glicerol residual do biodiesel (GR). Os ensaios de biodegradabilidade anaeróbia (BA) e de potencial bioquímico de metano (PBM) foram realizados em frascos de borossilicato, com 110 mL de volume total, sendo 50 mL de volume reacional e 60 mL de headspace. O ensaio de biodegradabilidade aeróbia foi realizado utilizando um sistema respirométrico (Oxitop®). Os ensaios de potencial de produção de ácidos carboxílicos (PPAC) foram também realizados em reatores batelada, construídos em borossilicato, com 300 mL de volume total, 250 mL de volume reacional e 50 mL de headspace. As ARA estudadas se revelaram altamente biodegradáveis tanto para tratamento aeróbio quanto anaeróbio. Em relação à biodegradabilidade aeróbia, a ARBF, a ARS e a ARL obtiveram maiores razões DBOu/DQOT (0,88, 0,79 e 0,77, respectivamente), indicando que eram as ARA mais biodegradáveis aerobiamente. Os substratos mais promissores para a produção de metano foram a ARL, de ARS e o GR, com taxas de 349, 352, e 359 mL de metano por g de DQO removida, respectivamente. A ARB apresentou-se um substrato altamente disponível aos microrganismos acidogênicos por apresentar taxas elevadas de formação de ácidos nos primeiros dias do experimento. A ARB apresentou rendimento de produção de AC de 0,55 g ácidos por g DQO disponível, correspondendo a 0,76 g DQO de ácidos por g DQO disponível. A ARS apresentou formação mais gradual de ácidos carboxílicos no tempo devido à disponibilização progressiva de matéria orgânica solúvel por meio da hidrólise da fração da matéria orgânica particulada. A ARS apresentou rendimento de produção de AC de 0,33 g ácidos por g DQO disponível, correspondendo a 0,40 g DQO ácidos por grama DQO disponível. Assim, o uso de substratos de baixo custo, como as ARA, para rotas anaeróbias de metanização ou produção de ácidos carboxílicos, é uma estratégia atraente para agregar valor ao tratamento de esgotos. Por fim, verificou-se, a partir dos estudos de modelagem, que houve grande variação quanto ao melhor modelo para ajustes dos dados, os quais variaram tanto entre as diferentes ARA estudadas, quanto em relação à rota anaeróbia de metanização ou produção de AC. |
| Abstract: | The objective of this work was to study different agroindustrial wastewater (ARA) from characterization, aerobic and anaerobic biodegradability and kinetic modeling, as well as analyzing anaerobic treatment routes with a view to methanization or production of carboxylic acids. The ARA studied were: wastewater (AR) from slaughterhouse (ARB), swine breeding (ARS), brewery (ARC), dairy products (ARL), fruit processing (ARBF) from the ice cream industry and biodiesel residual glycerol (GR). The tests of anaerobic biodegradability (BA) and biochemical potential of methane (PBM) were performed in borosilicate flasks, with 110 mL of total volume, 50 mL of reaction volume and 60 mL of headspace. The aerobic biodegradability test was performed using a respirometric system (Oxitop®). The carboxylic acid production potential (PPAC) assays were also carried out in batch reactors, built in borosilicate, with 300 mL of total volume, 250 mL of reaction volume and 50 mL of headspace. The ARA studied were highly biodegradable for both aerobic and anaerobic treatment. Regarding aerobic biodegradability, ARBF, ARS and ARL obtained higher DBOu / DQOT ratios (0.88, 0.79 and 0.77, respectively), indicating that ARA were more biodegradable aerobically. The most promising substrates for methane production were ARL, ARS and GR, with rates of 349, 352, and 359 mL of methane per g of COD removed, respectively. The ARB presented a highly available substrate to the acidogenic microorganisms because it presents high rates of acid formation in the first days of the experiment. The ARB showed yield of AC of 0.55 g acids per g COD available, corresponding to 0.76 g COD of acids per g COD available. The ARS showed a more gradual formation of carboxylic acids in time due to the progressive availability of soluble organic matter through the hydrolysis of the fraction of the particulate organic matter. The ARS showed yield of AC of 0.33 g acids per g COD available, corresponding to 0.40 g COD acids per gram COD available. Thus, the use of low cost substrates, such as ARA, for anaerobic routes of methanization or production of carboxylic acids, is an attractive strategy to add value to sewage treatment. Finally, it was verified, from the modeling studies, that there was great variation regarding the best model for data adjustments, which varied both between the different ARA studied, and in relation to the anaerobic route of methanization or CA production. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40490 |
| Aparece nas coleções: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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