Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33367| Título: | Avaliação da composição do biogás proveniente de resíduos agropecuários em propriedades rurais do sudoeste do Paraná |
| Título(s) alternativo(s): | Assessment of the composition of biogas from agricultural waste on rural properties in southwestern Paraná |
| Autor(es): | Defiltro, Jéssica |
| Orientador(es): | De Prá, Marina Celant |
| Palavras-chave: | Biogás Resíduos de animais Propriedade rural Biogas Animal waste Farm ownerships |
| Data do documento: | 20-Out-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Dois Vizinhos |
| Citação: | DEFILTRO, Jessica. Avaliação da composição do biogás proveniente de resíduos agropecuários em propriedades rurais do sudoeste do Paraná. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2020. |
| Resumo: | O setor agropecuário desponta como uma das atividades de maior expressão no país, exercendo extrema importância socioeconômica. No entanto, é apontado como uma das principais cadeias produtivas responsáveis pela poluição ambiental, isso em virtude da grande quantidade de água e composição dos resíduos gerados durante o seu processo de produção. Os problemas ambientais se intensificaram à medida que foram surgindo os sistemas de produção de animais confinados, os SPACs. Esses sistemas concentram grandes quantidades de animais em pequenas áreas, gerando elevados volumes de efluentes ricos em matéria orgânica e nutrientes, que precisam ser corretamente gerenciados. O uso de sistemas biológicos de tratamento é uma das opções mais eficazes para o gerenciamento de efluentes agropecuários, sendo o processo de biodigestão anaeróbia uma das alternativas que podem viabilizar o tratamento através da geração de recursos com a produção de energia por meio do uso do biogás. A biodigestão anaeróbia é a conversão da matéria orgânica complexa em biogás composto majoritariamente por metano (CH4), sob condições de anaerobiose por um conjunto de microrganismos atuando em sintrofia. Atualmente esses sistemas são bastante utilizados, porém o monitoramento da composição do biogás produzido ainda é muito incipiente nas plantas instaladas, além de que, alguns gases constituintes do biogás como o H2S são altamente corrosivos, comprometendo a vida útil dos equipamentos e do sistema global de produção. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar e avaliar a composição do biogás proveniente de resíduos agropecuários (avicultura, bovinocultura e suinocultura) de diferentes propriedades rurais da região Sudoeste do Paraná. Primeiramente, foram selecionadas três propriedades rurais detentoras de biodigestores. Posteriormente, foi realizada a caracterização dos efluentes na entrada e na saída dos biodigestores a partir de análises físicoquímicas de Demanda Química de Oxigênio (DQO), Nitrogênio Amoniacal (NNH3), pH, Alcalinidade, Sólidos Totais, Fixos e Voláteis (ST, SF e SV). Em seguida, amostras do biogás foram coletadas e a composição de CH4, CO2, NH3 e H2S foi analisada. Os resultados mostraram que os dejetos agropecuários apresentam elevado potencial para geração de biogás, visto que a composição de CH4 no biogás analisado foi de 70% para aves e suínos e 65% para bovinos. As concentrações obtidas para CO2, H2S e NH3 encontramse baixas e de acordo com a literatura, não causando nenhum dano aparente nas plantas em operação. Com base nos resultados obtidos da caracterização físicoquímica, o dejeto suíno apresentou a maior redução de DQO (82,72%), seguido pelo dejeto de aves (80,97%) e pelo dejeto bovino (78,08%). Já, para os SV (fração passível de conversão em biogás), os dejetos bovinos apresentam a maior concentração para o afluente, seguido por aves e suínos. Ademais, através dos dados de DQO e SV, podese verificar que os dejetos agropecuários apresentam elevada biodegradabilidade, estando sua aplicação bem gerenciada pelo processo de digestão anaeróbia e consequente geração de biogás. Todavia, apesar dos biodigestores não atingirem níveis de remoção suficientes para atender a legislação ambiental vigente quanto ao lançamento dos efluentes, podese concluir que as plantas monitoradas por este estudo contam com eficiências satisfatórias de remoção de matéria orgânica, contribuindo assim para a redução do impacto ambiental dos dejetos dos animais na região Sudoeste do PR. |
| Abstract: | Agricultural emerges as one of the most important Brazilian activities due to its socioeconomic importance. However, it is also identified as one of the main production chains responsible for environmental pollution caused by the water volume and wastewater composition. Environmental problems became more evident as Concentrated Animal Feeding Operation, CAFOs, were implemented. These systems concentrate large quantities of animals in small areas, generating high volume of effluents containing high organic matter and nutrients, which need to be properly managed. Biological treatment systems is one of the most effective options for the agricultural wastewater, with the anaerobic biodigestion process being the most promising alternative in this area. Anaerobic biodigestion is the conversion of complex organic matter into biogas composed mainly of methane (CH4), under anaerobic conditions and through microorganisms activity working in syntrophy. Currently, these systems are widely used, however the biogas monitoring composition is very incipient in the installed plants; in addition to the fact that some gases, such as H2S, are highly corrosive, compromising the useful equipment life and the global system. Then, the objective of this work was to analyze and evaluate the biogas composition from agricultural waste (poultry, cattle and swine) from different rural properties in the Southwest of Paraná. First, three rural properties containing biodigesters were mapped and selected. Subsequently, the wastewater characterization in the influent and effluent of the biodigestors was carried out based on physicalchemical analyzes of Chemical Oxygen Demand (COD), Ammoniacal Nitrogen (NNH3), pH, Alkalinity and Total, Fixed and Volatile Solids (TS, FS and VS). Biogas samples were collected and the composition of CH4, CO2, NH3 and H2S were analyzed. The results showed that agricultural wastes have a high potential for biogas generation, since the CH4 composition in the biogas analyzed was 70% for poultry and swine wastewater and 65% for cattle wastewater. The concentrations obtained for CO2, H2S and NH3 are low and according to the literature, causing no apparent damage to the studied plants in operation. Based on the results obtained from the physicalchemical characterization, swine wastewater showed the greatest COD removal (82.72%), followed by poultry wastewater (80.97%) and bovine wastewater (78.08%). For VS, cattle wastewater has the highest concentration, followed by poultry and swine wastewater. In addition, through COD and VS data, it is possible to see that agricultural waste has high biodegradability, and its application is well managed by the anaerobic digestion process with good biogas generation. Despite the fact that biodigesters do not reach sufficient removal levels to comply the current Brazil’s environmental legislation, we can conclude that the studied plants during this work have satisfactory efficiency in organic matter removal, contributing to the reduction of environmental impact caused by animal wastewater in the southwest region of Paraná. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33367 |
| Aparece nas coleções: | DV - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| composicaobiogasresiduosagropecuariosparana.pdf | 1 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.