Influência da adição de resíduo lignocelulósico no desempenho da digestão anaeróbia de resíduos alimentares

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dc.contributor.advisorFernandes, Fernando
dc.contributor.authorBorth, Priscila Liane Biesdorf
dc.contributor.bancaCastilhos Junior, Armando Borges de
dc.contributor.bancaLopes, Deize Dias
dc.contributor.bancaAisse, Miguel Mansur
dc.contributor.bancaCosta, Monica Sarolli Silva M.
dc.coverage.extent153 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-03T20:06:02Z
dc.date.available2024-10-03T20:06:02Z
dc.date.issued2021-07-22
dc.description.abstractA digestão anaeróbia é uma das alternativas para o tratamento de resíduos orgânicos, que pode gerar o biogás para fins energéticos e auxiliar na diminuição do volume de resíduos orgânicos encaminhados para aterros sanitários. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de resíduo de poda de grama – RPG no desempenho da digestão anaeróbia de resíduo alimentar de um restaurante universitário - RRU. O trabalho dividiu-se em duas etapas experimentais. Primeiramente (etapa I), foi realizado um experimento em escala de bancada, por meio do ensaio do potencial bioquímico de metano – BMP, no qual buscou-se determinar as condições ideais para aplicação em escala piloto. Foram variadas as proporções inóculo:substrato – I:S, o teor de sólidos totais voláteis – STV da mistura e o tipo de substrato (RRU; RRU+RPG e RRU+RPGt). Posteriormente (etapa II), foi conduzido um experimento com biodigestores em escala piloto com volume total de 500 L, operados de modo semi-contínuo com foco em análises do efluente e do biogás gerados, o qual foi dividido em 6 fases (II-A, II-B, II-C, II-D, II-E e II-F), de acordo com a carga orgânica volumétrica – COV aplicada. A análise fatorial aplicada aos resultados do experimento de BMP, indicou que as condições com proporção I:S de 1:1 com maior teor de STV e apenas RRU atingiram as maiores produções de metano. Esta combinação resultou em 509 NmL de CH4 e 159 NmLCH4 gSTV-1 de produção acumulada e específica, respectivamente. No experimento em escala piloto, obteve-se dificuldade na manutenção de um processo estável, sendo necessária a adição de alcalinizante e aplicação de baixa COV. Na fase II-C, com COV mantida em 0,24 kgSTV m-3d-1 houve uma remoção média para o Reator A (alimentado com RRU) de 36% de STV e produção de biogás e metano com média de 17 L d-1 e 43% de CH4. Por sua vez, o Reator B (RRU+RPG) apresentou em média 73% de remoção de STV, produção de 86 L d-1 de biogás e 67% de CH4. O co-tratamento de RRU e RPG em escala piloto, resultou em melhor desempenho na digestão anaeróbia, contudo mesmo neste caso, houve dificuldades no incremento da COV. As imagens de MEV das partículas de RPG, indicaram que estas serviram como meio suporte aos microrganismos, os quais se fixaram de diferentes formas ao substrato, formando biofilmes. A análise da comunidade microbiana (bactérias e arqueas) presente nos reatores, indicou que nas 3 amostras analisadas (Reator A Fase II-C; Reator B fases II-C e II-F) houve diferença na diversidade e abundância dos microrganismos presentes
dc.description.abstractother1Anaerobic digestion is one of the alternatives for the treatment of organic waste, which can generate biogas for energy purposes and help to reduce the volume of organic waste sent to landfills. In this sense, this work aims to evaluate the influence of the addition of grass pruning waste - GPW on the performance of anaerobic digestion of food waste - FW. The work was divided into two experimental stages. First (step I), an experiment was carried out on a bench scale, through the test of the biochemical methane potential – BMP, in which was sought to determine the ideal conditions for application on a pilot-scale. The inoculum:substrate – I:S ratio, the total volatile solids – TVS of the mixture and the type of substrate (FW; FW+GPW and FW+GPWt) were analyzed. Subsequently (step II), an experiment was conducted with pilot-scale biodigesters with a total volume of 500 L, operated in a semi-continuous mode with a focus on the analysis of the effluent and biogas generated, which was divided into 6 phases (II-A, II-B, II-C, II-D, II-E and II-F), according to the organic loading rate – OLR applied. The factorial analysis applied to the results of the BMP experiment indicated that the conditions with an I:S ratio of 1:1 with the highest TVS content and only FW, reached the highest methane production. This combination resulted in 509 NmL of CH4 and 159 NmLCH4 gTVS-1 of a cumulative and specific production, respectively. In the pilot-scale experiment, there was difficulty in maintaining a stable process, requiring the addition of buffer and application of low OLR. In phase II-C, with OLR maintained at 0.24 kgTVS m-3d-1 there was an average removal for Reactor A (fed with FW) of 36% TVS and biogas and methane production with an average of 17 L d-1 and 43% CH4. On the other hand, Reactor B (FW+GPW) showed an average of 73% removal of TVS, production of 86 L d-1 of biogas and 67% of CH4. The co-treatment of FW and GPW on a pilot-scale resulted in better performance in anaerobic digestion, however, even in this case, there were difficulties in increasing the OLR. The SEM images of the GPW particles indicated that they served as a support medium for microorganisms, which fixed themselves in different ways to the substrate, forming biofilms. The analysis of the microbial community (bacteria and archaea) present in the reactors indicated that in the 3 samples analyzed (Reactor A Phase II-C; Reactor B phases II-C and II-F) there was a difference in the diversity and abundance of the microorganisms present
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17889
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectResíduos orgânicos - Biodigestão
dc.subjectResíduo de restaurante - Tratamento
dc.subjectResíduo de jardinagem - Tratamento
dc.subjectMetano
dc.subjectResíduos orgânicos - Tratamento
dc.subjectResíduos orgânicos - Digestão anaeróbica
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsOrganic waste - Biodigestion
dc.subject.keywordsRestaurant waste - Treatment
dc.subject.keywordsGarden waste - Treatment
dc.subject.keywordsMethane
dc.subject.keywordsOrganic waste - Treatment
dc.subject.keywordsOrganic waste - Anaerobic digestion
dc.titleInfluência da adição de resíduo lignocelulósico no desempenho da digestão anaeróbia de resíduos alimentares
dc.title.alternativeInfluence of the addition of lignocellulosic residue on the performance of anaerobic digestion of food residues
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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