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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2016.tde-16022022-095438
Document
Auteur
Nom complet
Katia Cristina da Cruz Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2016
Directeur
Jury
Morita, Dione Mari (Président)
Lange, Lisete Celina
Schalch, Valdir
Titre en portugais
Digestão de resíduos sólidos orgânicos em um reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais com separação da biomassa.
Mots-clés en portugais
Biometanização
Digestão anaeróbia
Filtros anaeróbios
Reator operado em bateladas sequenciais
Resíduos sólidos orgânicos
Tratamento de resíduos
Resumé en portugais
Com a Política Nacional dos Resíduos Sólidos (2010), novas diretrizes foram estabelecidas, seguindo tendências modernas de se priorizar o reúso, a reciclagem e o tratamento em relação à disposição final, todavia, a implantação dessas diretrizes ainda está longe de ser realidade no Brasil. Atualmente, um dos grandes desafios é o tratamento da fração orgânica dos resíduos sólidos, que compõe entre 50% e 60% da massa dos resíduos sólidos urbanos coletados no Brasil. Visando-se o aprimoramento da tecnologia de biodigestão para tratamento dessa fração, este trabalho propôs um sistema de duas fases, no qual a biomassa anaeróbia fica retida em um meio suporte, buscando-se dessa forma, preservá-la, uma vez que seu crescimento é lento. Os reatores experimentais foram um filtro anaeróbio e um reator hidrolítico, também denominado reator de resíduos. Adicionalmente, utilizou-se lixiviado de aterro sanitário como líquido de recirculação entre as fases do sistema, atuando como alcalinizante e condutor da matéria orgânica hidrolisada com fluxo em sentido ascensional em ambos os reatores, com geração de biogás predominantemente no filtro anaeróbio. Com tempos de reação de 22 dias, para operação a 32ºC, e 32 dias, para operação a 25ºC, a produção de biogás não foi influenciada significantemente pelo aumento da taxa de recirculação de líquidos (12 para 24 ciclos por dia), sendo estas taxas suficientes para o sistema se comportar como mistura completa. As produções médias de metano foram de 0,42 LMetano.gSTV-1 (32ºC e 12 ciclos/d), 0,37 LMetano.gSTV-1 (32ºC e 24 ciclos/d) e 0,30 LMetano.gSTV-1 (25 ºC e 24 ciclos/d). Desde o início das bateladas, o biogás apresentou 50% de metano, e esta porcentagem cresceu ao longo do tempo, atingindo cerca de 70% a 85% ao final das bateladas. Apesar da separação das fases, observou-se a colonização de morfologias hidrolíticas e metanogênicas nos resíduos do reator hidrolítico. Destarte, pode-se concluir que a configuração proposta, em qualquer uma das condições testadas, possui grande potencial para ser utilizado no tratamento da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos.
Titre en anglais
Organic solid waste digestion in an anaerobic reactor operated in sequential batches with separation of biomass.
Mots-clés en anglais
Anaerobic digestions
Anaerobic filter
Biomethanation
Organic solid waste
Reactor operated in sequential batch
Resumé en anglais
With the development of the National Policy of Solid Waste (2010), new guidelines were established, following modern trends of prioritizing reuse, recycling and treatment instead of final disposal, however, the implementation of these guidelines is still far from reality in Brazil. Currently, a great challenge is the treatment of the organic fraction of solid waste, which represents from 50% to 60% of the total mass of municipal solid waste collected in Brazil. Aiming to improve digestion technology for the treatment of this fraction, this study proposes a two-phase system, in which the anaerobic biomass is retained in a support medium, in order to preserve it, since its growth is slow. The experimental reactors were an anaerobic filter, and a hydrolytic reactor, also called waste reactor. Furthermore, landfill leachate was used as recirculating liquid between the phases of the system, acting as alkalizing and conductive of organic hydrolyzed material with upward flow direction in both reactors,generating biogas predominantly in the anaerobic filter. With 22 days of reaction time for operation at 32°C, and 32 days for operation at 25°C, the biogas production was not significantly influenced by increased of leachate recirculation rate (12 to 24 cycles per day), and these rates were sufficient cause complete mixing complete mixture. The average methane productions were 0,42 LCH4.gSTV-1 (32ºC and 12 cycles/d), 0,37 LCH4.gSTV-1 (32ºC and 24 cycles/d) and 0,30 LCH4.gSTV-1 (25ºC and 24 cycles/d). Since the beginning of the batches, biogas had 50% of methane in its composition, and this percentage increased over time, reaching about 70% to 85% at the end of the batches. Despite the separation of the phases, colonization of hydrolytic and methanogenic morphologies were observed in residues in the hydrolytic reactor. Therefore, it can be concluded that the proposed configuration, in any of the tested conditions, has great potential for use in the treatment of the organic fraction of municipal solid waste.
 
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Date de Publication
2022-02-17
 
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