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Tipo: TCC
Título: Avaliação da biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares e aguapé para a produção de biogás
Autor(es): Cardoso, Fernanda Emanuelle Possidonio
Orientador: Stefanutti, Ronaldo
Coorientador: Souza, Debora Nery de
Palavras-chave: Biodigestão;Resíduo;Aguapé;Energia;Biogás;Biodigestion;Organic waste;Water hyacinth;Energy;Biogas
Data do documento: 2021
Citação: CARDOSO, Fernanda Emanuelle Possidonio. Avaliação da biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares e aguapé para a produção de biogás. 2021. 99 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energias Renováveis) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: A biodigestão anaeróbia evidencia-se como uma tecnologia promissora no que se refere à conversão da biomassa em energia, tendo em vista a produção de biogás a partir do processo. Diante disso, sua utilização como técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos é bastante favorável, possibilitando o gerenciamento e tratamento adequado desses materiais. Este estudo teve, como objetivo, a avaliação do desempenho da biodigestão utilizando resíduos alimentares como substrato e Eichhornia crassipes (aguapé) como cossubstrato, verificando os efeitos da codigestão em relação ao potencial de produção do biogás e ao teor de metano gerado. A pesquisa foi dividida em duas fases. A primeira fez uso de três reatores de bancada para avaliação de diferentes proporções de sólidos totais voláteis de cossubstrato. Um reator foi utilizado como controle, contendo apenas inóculo (lodo proveniente de reator UASB) e substrato (resíduos alimentares), enquanto que os dois restantes foram alimentados com 15% e 20% de STV de cossubstrato (aguapé) em relação ao substrato. Na segunda fase do estudo, a proporção do reator de bancada com melhor desempenho (20%) foi replicada no reator em escala piloto, de modo a ser avaliada a biodigestão de resíduos alimentares e de aguapé em escala mais próxima da real. Em ambas as fases, foram analisados os parâmetros pH, alcalinidade, ácidos graxos voláteis, sólidos, demanda química de oxigênio, carbono e nitrogênio, além de ser realizada a verificação da composição do biogás produzido no que se refere à porcentagem de metano. Para os reatores de bancada, os resultados evidenciaram o potencial da codigestão anaeróbia fazendo uso de aguapé, de modo ao biodigestor com maior quantidade de cossubstrato inserido, 20% de STV, apresentar-se como o mais eficiente no que se refere à remoção de matéria orgânica, à eficiência do processo e ao rendimento de teor de metano. Nesse contexto, o reator em escala piloto apresentou uma relativa diminuição de desempenho em relação a esses critérios, verificando-se resultados abaixo dos esperados. Dentre as possíveis justificativas, há o acúmulo de AGV, a presença de materiais de difícil degradação e o período de acompanhamento do reator piloto menor do que o planejado. Ainda assim, esse biodigestor foi bem-sucedido no que se refere à conversão da matéria orgânica em biogás, uma vez que a produção de gás e metano contou com números satisfatórios, de modo a promover o aproveitamento e tratamento adequado de resíduos sólidos alimentares e lignocelulósicos, viabilizando a aplicação da técnica para uso energético do metano produzido.
Abstract: Anaerobic biodigestion is a promising technology pertaining the conversion of biomass into energy, with the aim of producing biogas from the process. Therefore, its use as a technique for treating organic solid waste yields positive results, enabling the proper management and treatment of these materials. This study aimed to evaluate the performance of biodigestion using food waste as substrate and Eichhornia crassipes (water hyacinth) as cossubstrate, verifying the effects of codigestion in relation to the potential of biogas production and the level of methane generated. The research was divided into two phases. The first made use of three bench reactors to evaluate different proportions of cossubstrate's total volatile solids. One reactor was used as a control, containing only inoculum (sludge from a UASB reactor) and substrate (food waste), while the remaining two were fed with 15% and 20% of TVS of cossubstrate (water hyacinth) in relation to the substrate. In the second phase of the study, the proportion of the bench reactor with the best performance (20%) was replicated in the reactor on a pilot scale, in order to assess the biodigestion of food waste and water hyacinth on a scale closer to a real one. In both phases, the parameters pH, alkalinity, volatile fatty acids, solids, chemical demand for oxygen, carbon and nitrogen were analysed, in addition to verifying the composition of the biogas produced specifically the percentage of methane. For the bench reactors, the results showed the potential of anaerobic codigestion using water hyacinth, so that the biodigester with the highest amount of cossubstrate inserted, 20% of TVS, presents itself as the most efficient in terms of organic matter's removal, efficiency of the process and yield of methane content. In this context, the pilot scale reactor showed a relative decrease in performance in relation to these criteria, with results below those expected. Among the possible justifications, there are the accumulation of VFA, the presence of materials that are difficult to degrade and the pilot reactor follow-up period shorter than planned. Even so, this biodigester was successful regarding the conversion of organic matter into biogas, since the production of gas and methane had satisfactory numbers, promoting the proper use and treatment of food and lignocellulosic waste, in order to enable the application of the technique for energy use of the methane produced.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/62584
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