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Codigestão de resíduos de apara de grama resíduos de frutas e vegetais e esgoto sanitário: efeito do pré-tratamento e reutilização do digestato

Maintenance activities for green areas, food commercialization centers and basic sanitation generate waste grass clippings (RAG), fruit and vegetable waste (RFV) and sanitary sewage (ES), respectively. Anaerobic digestion (AD) is an alternative for the treatment of these organic re...

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Autor principal: Alino, João Henrique Lima
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:
Biogás
Metano
Resíduos orgânicos
Biogas
Methane
Organic wastes
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL
Engenharia/Tecnologia/Gestão
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5415
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spelling riut-1-54152021-12-16T00:06:10Z Codigestão de resíduos de apara de grama resíduos de frutas e vegetais e esgoto sanitário: efeito do pré-tratamento e reutilização do digestato Codigestion of grass clippings, fruit andmvegetable waste and wastewater: effect of pre-treatment and reuse of digestate Alino, João Henrique Lima Edwiges, Thiago http://lattes.cnpq.br/7643832070860943 Frare, Laercio Mantovani https://orcid.org/0000-0002-6367-0023 http://lattes.cnpq.br/7676033878331606 Baraldi, Ilton José https://orcid.org/0000-0001-5606-0027 http://lattes.cnpq.br/1989626876274601 Gomes, Simone Damasceno http://lattes.cnpq.br/3362104483832351 Edwiges, Thiago http://lattes.cnpq.br/7643832070860943 Frare, Laercio Mantovani https://orcid.org/0000-0002-6367-0023 http://lattes.cnpq.br/7676033878331606 Biogás Metano Resíduos orgânicos Biogas Methane Organic wastes CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL Engenharia/Tecnologia/Gestão Maintenance activities for green areas, food commercialization centers and basic sanitation generate waste grass clippings (RAG), fruit and vegetable waste (RFV) and sanitary sewage (ES), respectively. Anaerobic digestion (AD) is an alternative for the treatment of these organic residues and it results in biogas, a renewable energy source. However, the monodigestion of these residues can result in process limitations due to the physical-chemical composition of each isolated substrate. The objective of this work was to evaluate the anaerobic codigestion of RAG, RFV and ES incorporating the pretreatment of the RAG and the recirculation of the digestate as strategies to improve the process. The RAGs were pretreated (RAGP) with NaOH solution in concentrations of 1%, 3% and 5% for 12 hours and the biochemical potential of methane (PBM) was evaluated from batch tests. The semi-continuous test took place in a reactor with an operating volume of 3 L, mesophilic temperature (37 ° C) and daily feeding. The reactor was operated for 221 days, divided into 4 strategies: (A) start; (B) co-management with fresh waste; (C) co-management with RAGP and (D) co-management with digestate recirculation. The PBM of RAG, RFV and ES was 273, 620 and 313 LNCH4kg SV-1. The PBM of the pre-treated RAG (RAGP) in 1%, 3% and 5% was 314, 309, 316 LNCH4kg SV-1, with an increase of 15%, 13% and 16% in relation to RAG, the best operational condition of the semicontinuous reactor was B (co-digestion with fresh residues) with productivity of 1,25 Lbiogas/Lreactor. Co-digestion with RAGP resulted in a lower productivity of 1,10 Lbiogas/Lreactorand instability (CV> 10%) in terms of biogas volume and pH. The co-digestion with recirculation of the digestate was 19% lower than the previous step, however there was an increase in the total alkalinity (TA) content from 2.700 to 3.267 mg CaCO3L-1, allowing the system to recover its stability. Therefore, the positive effect obtained by pretreatment in batch tests was not replicated in a semi-continuous regime, resulting in system instability, which was recovered with a digestate recirculation strategy. Atividades de manutenção de áreas verdes, centros de comercialização de alimentos e saneamento básico geram resíduos de apara de grama(RAG), resíduos de frutas e vegetais (RFV) e o esgoto sanitário (ES), respectivamente. A digestão anaeróbia (DA) é uma alternativa para o tratamento destes resíduos orgânicos e que resulta no biogás, fonte de energia renovável.No entanto,a monodigestão destes resíduos pode resultar em limitações de processo devido à composição físico-química de cada substrato isolado.O objetivo deste trabalho foi avaliar a codigestão anaeróbia de RAG, RFV e ES incorporando o pré-tratamento dos RAG e a recirculação do digestato como estratégias para melhorar o processo. Os RAG foram pré-tratados (RAGP) com solução de NaOH em deconcentrações 1%, 3% e 5%durante12 horas e o potencial bioquímico de metano (PBM) avaliado a partir de testes em batelada. O ensaio semicontínuo ocorreu em reator com volume operacional de3L, temperatura mesofílica(37°C)e alimentação diária. O reator foi operado por 221 dias,subdivididos em 4 estratégias: (A) partida;(B) codigestão com os resíduos in natura;(C) codigestão com RAGPe (D) codigestão com recirculação do digestato. O PBM dos RAG, RFV e ES foi de 273, 620 e 313 LNCH4kg SV-1.O PBM dos RAG pré-tratados (RAGP) em1%, 3%e 5% foide 314, 309, 316 LNCH4kg SV-1, comaumento de 15%, 13%e 16% em relação a RAG, A melhor condição operacional do reator semicontínuo foi a B (co-digestão com resíduos in natura) com produtividade de 1,25 Lbiogás/Lreator. A co-digestão com RAGP resultou em produtividade inferior de 1,10 Lbiogás/Lreatore instabilidade(CV > 10%) em termos de volume de biogás epH. A co-digestão com recirculação do digestato foi19%inferior à etapa anterior, porém observou-se aumento dano teor de alcalinidade total(AT)de 2.700 para 3.267mg CaCO3L-1, permitindo a recuperação da estabilidade do sistema.Logo, o efeito positivo obtido pelo pré-tratamento nos testes em batelada não foi replicado em regime semicontínuo, resultando em instabilidade do sistema, que foi recuperada com estratégia de recirculação do digestato. 2020-11-03T03:02:25Z 2020-11-03T03:02:25Z 2020-08-19 masterThesis ALINO, João Henrique Lima. Codigestão de resíduos de aparas de grama resíduos de frutas e vegetais e esgoto sanitário: efeito do pré-tratamento e reutilização do digestato. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5415 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Medianeira Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais UTFPR
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Alino, João Henrique Lima
Codigestão de resíduos de apara de grama resíduos de frutas e vegetais e esgoto sanitário: efeito do pré-tratamento e reutilização do digestato
description Maintenance activities for green areas, food commercialization centers and basic sanitation generate waste grass clippings (RAG), fruit and vegetable waste (RFV) and sanitary sewage (ES), respectively. Anaerobic digestion (AD) is an alternative for the treatment of these organic residues and it results in biogas, a renewable energy source. However, the monodigestion of these residues can result in process limitations due to the physical-chemical composition of each isolated substrate. The objective of this work was to evaluate the anaerobic codigestion of RAG, RFV and ES incorporating the pretreatment of the RAG and the recirculation of the digestate as strategies to improve the process. The RAGs were pretreated (RAGP) with NaOH solution in concentrations of 1%, 3% and 5% for 12 hours and the biochemical potential of methane (PBM) was evaluated from batch tests. The semi-continuous test took place in a reactor with an operating volume of 3 L, mesophilic temperature (37 ° C) and daily feeding. The reactor was operated for 221 days, divided into 4 strategies: (A) start; (B) co-management with fresh waste; (C) co-management with RAGP and (D) co-management with digestate recirculation. The PBM of RAG, RFV and ES was 273, 620 and 313 LNCH4kg SV-1. The PBM of the pre-treated RAG (RAGP) in 1%, 3% and 5% was 314, 309, 316 LNCH4kg SV-1, with an increase of 15%, 13% and 16% in relation to RAG, the best operational condition of the semicontinuous reactor was B (co-digestion with fresh residues) with productivity of 1,25 Lbiogas/Lreactor. Co-digestion with RAGP resulted in a lower productivity of 1,10 Lbiogas/Lreactorand instability (CV> 10%) in terms of biogas volume and pH. The co-digestion with recirculation of the digestate was 19% lower than the previous step, however there was an increase in the total alkalinity (TA) content from 2.700 to 3.267 mg CaCO3L-1, allowing the system to recover its stability. Therefore, the positive effect obtained by pretreatment in batch tests was not replicated in a semi-continuous regime, resulting in system instability, which was recovered with a digestate recirculation strategy.
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citation ALINO, João Henrique Lima. Codigestão de resíduos de aparas de grama resíduos de frutas e vegetais e esgoto sanitário: efeito do pré-tratamento e reutilização do digestato. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2020.
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