Análise de estabilidade de um protótipo de biodigestor anaeróbio mesofílico digerindo resíduo alimentar

Autores

Palavras-chave:

biogás, digestão anaeróbia, resíduos sólidos urbanos, metano

Resumo

A digestão anaeróbia é uma alternativa para o aproveitamento de resíduos alimentares para a geração de energia limpa. O presente estudo analisou a eficiência de um protótipo de biodigestor anaeróbio digerindo resíduos alimentares, verificando o potencial de geração de metano e os principais parâmetros de estabilidade do processo. O protótipo de biodigestor anaeróbio de 408 L foi desenvolvido com mecanismos de agitação e controle de temperatura e foi operado em modo de alimentação semi-contínuo. Foram verificados os parâmetros: sólidos, pH, ácidos graxos voláteis (AGV), alcalinidade, relação acidez volátil e alcalinidade total (AV/AT) e carga orgânica. Após a partida do processo de digestão anaeróbia foi elevando-se gradativamente a carga orgânica no biodigestor, respeitando os limites aceitáveis representados relação AV/AT e pH. Assim que o protótipo de biodigestor anaeróbia apresentou estabilidade operando próximo da sua capacidade máxima, foi possível obter reduções da DQO e SV, respectivamente, com os percentuais de 82,34 e 90,22%. Foi possível alcançar a produção específica de metano de 0,444 Nm3 CH4.kgSVr-1. A produção diária de biogás foi, em média, de 220 Lbiogás.d-1 e a produção volumétrica de biogás foi de 0,540 L.Lr-1d-1. Também se verificou a estabilidade do biodigestor, que apresentou, em média, a relação AV/AT de 0,49, dentro do esperado para a digestão anaeróbia de resíduos alimentares. Conclui-se que os resíduos alimentares são biodegradáveis e suscetíveis a ação microbiana por meio da digestão anaeróbia, sendo aconselhável que durante a partida e aumento de carga orgânica dos reatores anaeróbios ocorra um intenso monitoramento das variáveis de controle de modo a evitar problemas como a queda do pH e o acúmulo de ácidos graxos voláteis. Portanto, sugere-se intensificar os estudos utilizando cosubstratos alternativos com resíduos alimentares.

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Biografia do Autor

Matheus Vitor Diniz Gueri, Universidade Federal da Integração Latino-americana - UNILA

Engenheiro ambiental pela Universidade Estadual do Centro Oeste - UNICENTRO (2015); Mestre em bioenergia pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE (2017); Doutorando em Energia e Sustentabilidade pela Universidade Federal da Integração Latino-Americana - UNILA. 

Andreia Cristina Furtado, Universidade Federal da Integração Latino-Americana - UNILA

Possui graduação em Engenheira Química pela Universidade Federal de Uberlândia (2001), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Uberlândia (2004) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (2009). Tem experiência na área de Engenharia Química, atuando principalmente nos seguintes temas: catálise heterogênea, reatores químicos, etanol, reforma a vapor, hidrogênio, metais nobres e reações paralelas, biodigestores e produção de biogás. Atualmente é professora da Universidade Federal da Integração Latino Americana, em Foz do Iguaçu - PR. Na UNILA, atua no curso de Engenharia Química e no Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade

Waldir Nagel Schirmer, Universidade Estadual do Centro Oeste - UNICENTRO

é professor Associado do curso de Engenharia Ambiental e membro permanente do programa de pós-graduação em Bioenergia da Universidade Estadual do Centro-Oeste do Paraná (UNICENTRO). Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Mestrado e Doutorado em Engenharia Ambiental também pela UFSC, pós-doutorado em Engenharia Civil (Geotecnia Ambiental) pela UFPE e pós-doutorado em Poluição Atmosférica pela Ecole Nationale Supérieure des Techniques Industrielles et des Mines d'Alès (Alès, França). Principais áreas de atuação: saneamento ambiental, gestão de efluentes atmosféricos industriais, bioenergia (biogás/biocombustíveis), aproveitamento e mitigação de biogás em aterros sanitários, aproveitamento energético de resíduos industriais, compostos orgânicos voláteis (COV) e odores. É ainda líder do grupo de pesquisa "Estudos em gestão da qualidade do ar e Bioenergia" desde 2007.

Osvaldo Kuczman, Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOSTE

Graduado em Engenharia Agrícola na FECIVEL (1987), atualmente Universidade Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, mestrado (2000, dissertação não defendida), mestrado (2007) e doutorado (2012) no Programa de Saneamento Ambiental da UNIOESTE. Pós doutorado (2016) em Energia na Agricultura na UNIOESTE, todas as pós graduações foram na área de produção de biogás, em biodigestores de laboratório, protótipo e piloto no tratamento de restos de ingesta humana e efluente de fecularia.  Atualmente representa o CREA/PR no Conselho Municipal de Meio Ambiente de Cascavel - PR - COMAM. É Conselheiro Titular no CREA/PR pela Associação Brasileira dos Engenheiros Agrícolas - Seção PR. Membro da câmara técnica de Energias no Programa Oeste em Desenvolvimento (POD) e no Conselho de Desenvolvimento Sustentavel de Cascavel. Revisou a cartilha sobre biodigestores, elaborada pela Câmara de Energia do POD e destinada à suinocultores. Revisou o item Biodigestores do manual de fiscalização da Câmara de Agronomia do Crea PR. Atualmente é o coordenador da Comissão de Meio Ambiente do Crea PR e elabora o caderno técnico sobre biodigestores para este conselho

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https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.01.082

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Publicado

2021-12-22

Como Citar

Diniz Gueri, M. V., Furtado, A. C., Nagel Schirmer, W., & Kuczman, O. (2021). Análise de estabilidade de um protótipo de biodigestor anaeróbio mesofílico digerindo resíduo alimentar . Revista Geama, 7(3), 05–12. Recuperado de https://journals.ufrpe.br/index.php/geama/article/view/4298

Edição

v. 7 n. 3 (2021): REVISTA GEAMA

Seção

ARTIGOS

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