Digestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU) em reator de mistura completa

dc.contributorBarana, Ana Cláudia
dc.contributor149.826.828-52
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1251375044697776
dc.contributorVuitik, Guilherme Araújo
dc.contributor010.161.379-23
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9808052099862226
dc.contributorEdwiges, Thiago
dc.contributor051.923.959-84
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/7643832070860943
dc.contributorAssis, Tatiane Martins de
dc.contributor042.423.329-04
dc.contributorhttps://lattes.cnpq.br
dc.contributorUEPG
dc.creatorNizer, João Victor Tischler
dc.date2022-12-12T17:35:27Z
dc.date2022-12-12
dc.date2022-12-12T17:35:27Z
dc.date2022-09-01
dc.date.accessioned2023-08-31T23:35:44Z
dc.date.available2023-08-31T23:35:44Z
dc.identifierNIZER, João Victor Tischler. Digestão Anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU) em reator de mistura completa. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa. 2022.
dc.identifierhttp://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3806
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8568679
dc.descriptionOrganic waste generated in restaurants, supermarkets and small agro-industries is destined, in most Brazilian municipalities, to the system of sanitary or irregular landfills. Due to the fact that they present a high concentration of organic matter, expressed in SV/ST (volatile solids/total solids), around 90%, food residues are promising substrates for methane production. Aiming to value this by-product, this study aimed to evaluate the anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW). The FORSU samples were made available by the biogas thermal plant in the municipality of Ponta Grossa, Paraná. To evaluate the performance of the process against different organic loads, 0.5 g SV L-1 d -1 (Phase I - Start), 1.0 g SV L-1 d -1 (Phase II) and 1.5 g SV L-1 d -1 (Phase III), the parameters of FOS/TAC (Volatile Organic Acids/Total Inorganic Carbon), biogas production, methane production, concentration of volatile organic acids and solids removal efficiency were evaluated . Three batches of OFMSW collected on different dates were used, which presented 132, 85 and 63 g SV kg-1 , with digestible potential (SV/ST) of 92, 94 and 87%, respectively. After inoculation, the reactor took 12 days to stabilize, showing FOS/TAC values of 0.2 and methane concentration in the gas of 40%. After stabilization, the reactor was started up, Phase I, with a VOL of 0.5 g SV L - 1 d -1 , duration of 4 days, mean SV removal of 95±0.01% and generation of 0.083± 60 LBiogás LReactor d -1 with 40% methane. Phase II, with a VOL of 1.0 g SV L-1 d -1 , lasted 10 days, showed SV removal of up to 95% and production of 0.2±0.1 LBiogás LReactor d -1 with 50% methane average. During Phase I, the predominant organic acid produced was propionic, with concentrations of 60 to 78% of the total. In Phase II, the percentage of propionic acid dropped to 12% and the acetic acid content increased to 30%. Phase III, which lasted 126 days, showed SV removal from 68% to 91%, methane content in biogas from 50 to 75% and acid accumulation, resulting in a FOS/TAC ratio between 0.5 and 2.0. In this phase, the acetic and propionic acid contents were 7,422 and 4,596 mg L-1 , respectively. The anaerobic digestion process was interrupted when the biogas contents and methane concentration stabilized at 0.06 LBiogás LReactor d -1 and 50%. Analyzing the results obtained, the anaerobic digestion of FORSU can be considered an important treatment both for the stabilization of organic matter and to produce methane.
dc.descriptionOs resíduos orgânicos gerados em restaurantes, supermercados e pequenas agroindústrias têm como destino, na maioria dos municípios brasileiros, o sistema de aterros sanitários ou irregulares. Pelo fato de apresentarem elevada concentração de matéria orgânica, expressa em SV/ST (sólidos voláteis/ sólidos totais), em torno de 90%, resíduos alimentares são substratos promissores para produção de metano. Visando valorizar esse subproduto, este estudo teve por objetivo avaliar a digestão anaeróbia da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU). As amostras de FORSU foram disponibilizadas pela usina térmica a biogás do município de Ponta Grossa, Paraná. Para avaliar o desempenho do processo frente às diferentes cargas orgânicas, de 0,5 g SV L-1 d -1 (Fase I – Partida), 1,0 g SV L-1 d -1 (Fase II) e 1,5 g SV L-1 d -1 (Fase III), foram avaliados os parâmetros de FOS/TAC (Ácidos Orgânicos Voláteis/Carbono inorgânico total), produção de biogás, produção de metano, concentração de ácidos orgânicos voláteis e eficiência de remoção de sólidos. Foram utilizados três lotes de FORSU coletados em datas diferentes que apresentaram 132, 85 e 63 g SV kg-1 , com potencial digerível (SV/ST) de 92, 94 e 87%, respectivamente. Após inoculado o reator levou 12 dias para estabilizar, apresentando valores de FOS/TAC de 0,2 e concentração de metano no gás de 40%. Após a estabilização iniciou-se a partida do reator, Fase I, com COV de 0,5 g SV L -1 d -1 , duração de 4 dias, remoção de SV média de 95±0,01% e geração de 0,083±60 LBiogás LReator d -1 com 40% de metano. A Fase II, com COV de 1,0 g SV L-1 d -1 , teve duração de 10 dias, apresentou remoção de SV de até 95% e produção de 0,2±0,1 LBiogás LReator d -1 com teor médio de metano de 50%. Durante a Fase I o ácido orgânico produzido predominante foi o propiônico, com concentrações de 60 a 78% do total. Na Fase II ocorreu a queda do percentual de ácido propiônico para 12% e aumento no teor de ácido acético para 30%. A Fase III, que durou 126 dias, apresentou remoção de SV de 68% a 91%, teor de metano no biogás de 50 a 75% e acúmulo de ácidos, resultando em relação FOS/TAC entre 0,5 e 2,0. Nesta fase os teores de ácido acético e propiônico foram de 7.422 e 4.596 mg L-1 , respectivamente. O processo de digestão anaeróbia foi interrompido quando os teores de biogás e concentração de metano se estabilizaram em 0,06 LBiogás LReator d -1 e 50%. Analisando-se os resultados obtidos pode-se considerar a digestão anaeróbia da FORSU um tratamento importante tanto para a estabilização da matéria orgânica quanto para produção de metano.
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.publisherBrasil
dc.publisherDepartamento de Engenharia de Alimentos
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
dc.publisherUEPG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectDesenvolvimento sustentável
dc.subjectDigestato
dc.subjectEnergia limpa
dc.subjectFORSU
dc.subjectMetano
dc.subjectBiogas
dc.subjectDigestate.
dc.subjectClean energy
dc.subjectOFMSW
dc.subjectSustainable development
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
dc.titleDigestão anaeróbia da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU) em reator de mistura completa
dc.typeDissertação


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