- MODELO MATEMÁTICO DO BIOPROCESSO DE DIGESTÃO ANAERÓBIA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS – ESTUDO DA RESPOSTA DO MODELO ATRAVÉS DE DADOS EXPERIMENTAIS OBTIDOS NA LITERATURA
Juliana de Sá da Silva, Andressa Rossatto, Christiane Saraiva Ogrodowski (orientadora), Fabricio Butierres Santana (orientador)
Palavras Chave: digestão anaeróbia, produção de biogás, resíduo sólido urbano
Resumo
O bioprocesso de digestão anaeróbia apresenta vários fatores que influenciam à eficiência da estabilização da matéria orgânica. A previsão do comportamento cinético desse bioprocesso é de extrema importância quando se tem por objetivo a avaliação econômica, a qual está relacionada com a estimativa da produção de biogás e, portanto, do potencial energético do bioprocesso em questão. Deste modo, desenvolveu-se um modelo matemático para simular o bioprocesso de digestão anaeróbia, analisando a influência de alguns fatores envolvidos na produção de biogás. O presente trabalho expõe o estudo do modelo através dos dados experimentais obtidos na literatura com experimentos de digestão anaeróbia de resíduos sólidos urbanos. O modelo está estruturado segundo as rotas químicas do bioprocesso anaeróbio demonstradas por Chernicharo (1997) e a simulação foi realizada apresentando como dados de entrada os valores aplicados no experimento de geração de metano de acordo com Dong et al. (2010). As respostas do modelo obtiveram valores superiores de produção de biogás quando comparadas com os dados experimentais estudados. Este fato se deve a falhas do modelo na predição do comportamento do teor de água livre, que interfere na atividade da comunidade microbiana. O aprimoramento do modelo construído neste trabalho com a inserção de um modelo termodinâmico e de transferência de massa e energia será realizado nas próximas etapas do estudo.
- Geração Biológica de Energia Elétrica a partir de Fontes Alternativas
Henrique Mezzomo, Cátia Liane Ücker, Christiane Saraiva Ogrodowski, Fabricio
Butierres Santana.
Palavras Chave: Célula Microbiana de Combustível, CMC, Bioeletricidade,
Efluentes líquidos, Tratamento de Efluentes.
Resumo
O objetivo do trabalho que esta sendo desenvolvido no Laboratório de Controle Ambiental é o estudo de fontes alternativas, como esgoto urbano, para produção de energia elétrica. Por consequência, a oxidação da matéria orgânica pelos microrganismos trata o efluente líquido e conduz à produção de elétrons. Para alcançar esse objetivo se faz necessária a avaliação e implementação de uma tecnologia relativamente nova, conhecida como célula microbiana de combustível (CMC), que em condições próprias de operação é capaz de produzir uma diferença de potencial gerando eletricidade. O desenvolvimento desta tecnologia adaptada às condições da região gera aplicações de grande importância para a subsistência do planeta, capazes de auxiliarem na produção de energias limpas e redução da emissão de efluentes de alta demanda bioquímica de oxigênio na natureza. O resultado esperado deste trabalho é desenvolver um processo que consiga converter uma grande quantidade de matéria orgânica, continuamente, com o menor custo e maior rendimento possíveis nas condições encontradas no Sul do Brasil.
- ESTEQUIOMETRIA DA CONVERSÃO DE RESIDUO SÓLIDO URBANO EM BIOGÁS
Juliana de Sá da Silva; Andressa Rossatto; Fabricio Butierres Santana
INTRODUÇÃO
O destino final dos resíduos sólidos urbanos coletados na maioria das cidades ainda é a disposição em “lixões”, ocasionando problemas sociais, econômicos, sanitários e ambientais (PROSAB, 2002). A dificuldade no tratamento destes resíduos é amplificada quando se observa pequenas comunidades, que muitas vezes apresentam carência de recursos técnicos e financeiros. Em contrapartida, a disposição deste material em aterros sanitários tem sido a grande opção encontrada por alguns municípios. A produção de biogases, metano em maior percentual, nos aterros sanitários tem sido apontado com o principal fator de retorno financeiro, com a possibilidade de geração de energia elétrica e obtenção de créditos de carbono. Porém, tecnicamente os aterros sanitários não foram concebidos para a estimulação da conversão da matéria orgânica à metano, e uma parte significativa do biogás produzido nestes sistemas é perdido para atmosfera.
Assim, este trabalho pretende avaliar o potencial de produção de metano de um novo sistema de coleta e tratamento de resíduos sólidos urbanos, que isola completamente o resíduo do meio ambiente, para isto foi desenvolvido um modelo matemático baseado nas reações químicas envolvidas no bioprocesso de disgestão anaeróbia e simulado sob diferentes composições de resíduos sólidos.
- Modelagem Cinética da Produção de Biogás de Resíduos Sólidos Urbanos
DE SÁ, Juliana S.; ROSSATTO, Andressa; SANTANA, Fabricio B.; OGRODOWSKI, Christiane S.
Palavras Chave: digestão anaeróbia, produção de biogás, resíduo sólido urbano.
Introdução e Objetivos
As possíveis soluções relacionadas com a disposição dos resíduos sólidos urbanos (RSU) merecem uma atenção especial. Neste trabalho, avaliou-se o processo cinético de uma nova alternativa para o destino do RSU, o BioBag Anaerobic Reactor (BBAR), onde o lixo é compactado em uma bolsa e lacrado, adquirindo maior eficiência na captação de biogás.
O processo de conversão dos RSU em biogás é composto por uma complexa cadeia de reações químicas, que são influenciadas por diferentes variáveis, tais como: concentração de substrato, umidade inicial, temperatura, pH, comunidade microbiana envolvida no processo. Assim, neste trabalho, apresenta-se o efeito dos valores mínimos e máximos, encontrados na literatura, dos parâmetros: coeficiente de geração de biomassa (Y), constante de saturação (ks), velocidade de crescimento específico máxima (μmax) e umidade inicial do RSU na produção de biogás, potencial energético e tempo de estabilização do RSU.