Digestão anaeróbia de água residuária de fecularia de mandioca com uso de aditivos em condições de sobrecarga orgânica

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dc.contributor.advisorRodrigues, Caio Victor Lourenço
dc.contributor.authorBudian, Eduardo Alexandre
dc.contributor.bancaFerreira, Odair Pastor
dc.contributor.bancaAndreani, Cristiane Lurdes
dc.coverage.extent154 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-27T11:22:15Z
dc.date.available2026-08-27T11:22:15Z
dc.date.issued2026-06-26
dc.description.abstractA literatura científica recente tem demonstrado que o processo de digestão anaeróbia pode ser melhorado com uso de materiais aditivos, com a finalidade de estabilizar o meio, imobilizar a biomassa, adsorver compostos, reduzir a fase de latência e aumentar a produção de metano. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da magnetita, do biocarvão de bagaço de mandioca e do biocarvão magnético sobre a produção de metano durante a digestão anaeróbia de água residuária de fecularia de mandioca. Testes preliminares foram realizados de modo a determinar qual aditivo (magnetita, biocarvão e biocarvão magnético) melhora a biodigestão, em que adotou se a dosagem de 5,5 g/L para cada aditivo e a relação alimento/microrganismo (F/M) do ensaio foi fixada em 0,50. O melhor resultado foi obtido com a suplementação de biocarvão, que gerou 216,4 NmLCH4/gDQO (contra 197,7NmL/gDQO do grupo controle) e com aumento de 11% na eficiência de remoção de matéria orgânica em relação ao controle, removendo 92% da DQO filtrada. Após a definição do melhor material aditivo, foi realizado um delineamento experimental com planejamento fatorial, onde os fatores foram a relação F/M (0,50; 0,75 e 1,00) e a dosagem de biocarvão (1,0; 5,5 e 10 g/L). Os resultados obtidos para esta segunda etapa evidenciaram que a relação F/M é o fator de maior influência, exercendo elevada significância na produção de metano e na estabilidade operacional do sistema. A dosagem do biocarvão apresentou efeito estatisticamente significativo apenas na redução da fase de latência, contribuindo para a estabilização de reatores, sem influência significativa para produção de metano. Assim, a melhora no desempenho da digestão anaeróbia pode ser controlada através de parâmetros de partida do reator, como a razão F/M, além da suplementação com materiais aditivos como o biocarvão.
dc.description.abstractother1Recent scientific literature has demonstrated that the anaerobic digestion process can be enhanced through the use of additive materials to stabilize the system, immobilize biomass, adsorb inhibitory compounds, reduce the lag phase and increase methane production. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of magnetite, cassava bagasse biochar, and magnetic biochar on methane production during the anaerobic digestion of cassava starch wastewater. Preliminary batch tests were conducted to determine which additive (magnetite, biochar, or magnetic biochar) provided the greatest improvement in the anaerobic digestion process. In these assays, the additive dosage was set at 5.5 g/L and the food-to-microorganism (F/M) ratio was fixed at 0.50. The best performance was achieved with biochar supplementation, resulting in a cumulative specific methane production of 216.4 NmL CH4/gCOD, compared with 197.7 NmL CH4/gCOD for the control treatment. In addition, biochar increased the organic matter removal efficiency by 11% relative to the control, achieving 92% filtered COD removal. After identifying biochar as the best-performing additive, a factorial experimental design was carried out to investigate the effects of the F/M ratio (0.50, 0.75, and 1.00) and biochar dosage (1.0, 5.5, and 10.0 g/L). The results of this second stage demonstrated that the F/M ratio was the most influential factor, exerting a highly significant effect on methane production and the operational stability of the system. Biochar dosage showed a statistically significant effect only on reducing the lag phase, thereby contributing to reactor stabilization, but it had no significant influence on methane production. Overall, the findings indicate that improvements in anaerobic digestion performance can be achieved by optimizing reactor start-up parameters, particularly the F/M ratio, as well as through supplementation with additive materials such as biochar.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19641
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.subjectBiocarvão
dc.subjectFase de Latência
dc.subjectMetano
dc.subjectRelação F/M
dc.subjectDigestão anaeróbica
dc.subjectÁguas residuais - Fécula de mandioca
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsBiochar
dc.subject.keywordsLag Phase
dc.subject.keywordsMethane
dc.subject.keywordsF/M Ratio
dc.subject.keywordsAnaerobic digestion
dc.subject.keywordsSewage - Cassava starch
dc.titleDigestão anaeróbia de água residuária de fecularia de mandioca com uso de aditivos em condições de sobrecarga orgânica
dc.title.alternativeAnaerobic digestion of cassava starch wastewater using additives under organic overload conditions
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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