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Tipo: Dissertação
Título: Estudo do potencial energético e das variáveis do processo em biodigestores anaeróbios modelo lagoa coberta
Study of energy potential and process variables in covered lagoon anaerobic digesters
Autor(es): Sousa, Izabelle de Paula
Abstract: Este estudo teve como objetivo (i) estimar o potencial energético proveniente de suinoculturas de diferentes portes no estado de Minas Gerais; e (ii) avaliar a influência entre as temperaturas no interior e exterior do biodigestor com a remoção da matéria orgânica e as tendências típicas das temperaturas em diferentes períodos do ano. (i) O potencial energético de Minas Gerais foi estimado a partir do volume de esterco gerado por fase de criação dos animais e condições reais de geração de eletricidade a partir da operação de sistemas de moto-geração. Os dados do plantel de suínos para o estado foram obtidos junto ao IMA. Constatou-se que as mesorregiões Triângulo Mineiro/Alto Paranaíba e Zona da Mata são os maiores polos suinícolas de Minas Gerais, sendo responsáveis por concentrar o maior número de granjas e de animais. Obteve-se que a potência elétrica total no estado foi igual a 31MW, enquanto que a potência atual correspondeu a 20 MW. No que tange a potência instalada outorgada, o valor ainda é reduzido, sendo 35,4% da potência atual, o que prediz que nem todas as mesorregiões produtoras de suínos que possuem biodigestores instalados fazem o aproveitamento energético do biogás. (ii) A influência e relação das temperaturas sobre a eficiência do processo de tratamento foi avaliada a partir do monitoramento realizado em uma suinocultura localizada no município de Teixeiras, MG. O monitoramento foi realizado a partir da instalação de sensores na área experimental para a aferição das temperaturas do biogás, substrato, solo, ambiente e efluente, além de coletas do efluente (entrada e saída) realizadas semanalmente. A partir do monitoramento, a eficiência de remoção de DQO apresentou valor médio igual a 40,6% para o período do verão e 36,8% para o inverno. Para os valores de sólidos não observaram variações consideráveis entre a entrada e saída do sistema. Observou-se uma maior variação térmica na temperatura ambiente e do biogás. No périodo verão/inverno observou-se que no verão a temperatura do solo foi superior a temperatura do substrato e que no inverno o comportamento das temperaturas são o oposto. Contatou-se que todas as temperaturas monitoradas se correlacionam linearmente, apresentando r acima de 0,8. No entanto, quando se associa as temperaturas com a eficiência de remoção de DQO, observa-se que não há uma correlação linear entre elas. Contudo, nota-se uma maior associação com as temperaturas do substrato (0,42), seguida das temperaturas do biogás (0,36), solo (0,31) e ambiente (0,16). Em resumo, o sistema anaeróbio monitorado está operando com eficiência de remoção da matéria orgânica abaixo do esperado. No entanto, observou-se que a temperatura do substrato nos dois períodos, verão e inverno, foi inferior a temperatura ótima para os microrganismos anaeróbios. E que a temperatura do substrato apresenta uma maior correlação com a temperatura do solo. Palavras-chave: Biodigestor canadense. Digestão anaeróbia. Suínos
The objective of this study was (i) to estimate the energy potential from pig farms of different sizes in the state of Minas Gerais; and (ii) evaluate the influence between the temperatures inside and outside the biodigester with the removal of organic matter and the typical temperature trends at different times of the year. (i) The energy potential of Minas Gerais was estimated from the volume of manure generated by the animal husbandry phase and the actual conditions of electricity generation from the operation of motorcycle generation systems. The pig herd data for the state were obtained from the IMA. It was found that the Triangulo Mineiro / Alto Paranaíba and Zona da Mata mesoregions are the largest swine hubs in Minas Gerais, being responsible for concentrating the largest number of farms and animals. The total electric power in the state was 31MW, while the current power corresponded to 20 MW. Regarding the installed power granted, the value is still low, being 35.4% of the current power, which predicts that not all pig producing mesoregions that have installed biodigesters make the energy use of biogas. (ii) The influence and relationship of temperatures on the efficiency of the treatment process was evaluated from the monitoring performed in a swine production located in Teixeiras, MG. Monitoring was carried out from the installation of sensors in the experimental area to measure biogas, substrate, soil, environment and effluent temperatures, as well as weekly effluent collections (inlet and outlet). From monitoring, COD removal efficiency was 40.6% for summer and 36.8% for winter. For the solids values there were no considerable variations between the system input and output. There was a greater thermal variation in room temperature and biogas. In the summer / winter period it was observed that in summer the soil temperature was higher than the substrate temperature and that in winter the temperature behavior is the opposite. All monitored temperatures were found to correlate linearly, with r above 0.8. However, when temperatures are associated with COD removal efficiency, there is no linear correlation between them. However, there is a greater association with substrate temperatures (0.42), followed by biogas (0.36), soil (0.31) and ambient (0.16) temperatures. In summary, the monitored anaerobic system is operating with lower than expected organic matter removal efficiency. However, it was observed that the substrate temperature in both periods, summer and winter, was lower than the optimum temperature for anaerobic microorganisms. And that the temperature of the substrate has a greater correlation with the soil temperature. Keywords: Canadian biodigester. Anaerobic digestion. Pigs
Palavras-chave: Biodigestores
Digestão anaeróbia
Suínos - Criação
CNPq: Saneamento Rural
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Engenharia Agrícola
Citação: SOUSA, Izabelle de Paula. Estudo do potencial energético e das variáveis do processo em biodigestores anaeróbios modelo lagoa coberta. 2019. 66 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2019.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28358
Data do documento: 26-Jul-2019
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