Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais

Transcrição

1 III SPARH Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais Dr. Airton Kunz Sao Carlos, SP 21 de março de 2014

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5 Distribuição dos rebanhos no Brasil Frango de corte Poedeiras Suinos Gado de leite

6 Um pouco de história sobre a digestão anaeróbia no Brasil... O patético de nossa época é que o passado se insinua no presente e repito: a toda hora e em toda parte, a vida injeta o passado no presente. Nelson Rodrigues

7 BIOGÁS NO BRASIL 1ª - Décadas de 70 e 80: Reduzir dependência do petróleo; 2ª - Década de 90 e 00 Agregar valor ao dejeto como biofertilizante e mercado de carbono. 3ª - Década de 00 a 10 Biogás e energia elétrica. 7

8 Biodigestores: uma avaliação da situação atual EMBRATER, 1984

9 Suinocultura Industrial, 2004

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12 Substrato x Biodigestor

13 2 METCALF & EDDY, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4th ed. McGraw-Hill, (2003) 1334p. 3 KUNZ, A.; Tratamento de dejetos de suínos: desafios associados a complexidade da matriz. In: Tecnologias para remoção de nutrientes de dejetos de origem animal. Brasil (2005) p Dejetos animais são diferentes de esgoto sanitário! Comparação das características físico-químicas de efluente sanitário e dejeto de suíno. 2,3 Parâmetro ph DQO (mg L -1 ) DBO 20 5 (mg L -1 ) N NTK (mg L -1 ) P TOTAL (mg L -1 ) Sanitário (1,2 %) (2 %) 4 15 (1 %) Suíno

14 Biodigestores Créditos de carbono Energia -térmica -elétrica (ex:in 390/09-ANEEL) Foto: Granja Master Sem sistemas de aquecimento Sem agitação de biomassa Baixa capacidade de geração de biogás capacidade ( m 3.kgVS -1.d -1 ) Vantagem: baixo custo

15 Importância de manejo e descarte de lodo do biodigestor Simulação de acúmulo de SF no biodigestor : Média Concentração Entrada SF: 4,86 KgSF/m³ Média Concentração Saída SF: 3,69 KgSF/m³ Entrada: 4,86 KgSF/m³ x 1,88 m³/d = 9,13KgSF/d Saída: 3,69 KgSF/m³ x 1,88 m 3 /d = 6,93KgSF/d Acúmulo: 2,2 KgSF/d 2,2KgSF/d x 30 dias = 66KgSF/mês x 12 meses = 792 KgSF/ano

16 BIODIGESTOR DE ALTO RENDIMENTO 16

17 REATOR UASB 17

18 Desafios de redução de escala...

19 Pequenos biodigestores

20 Acompanhamento da produção de Biogás por SV. Efeito aquecimento!! (Início dia 200)

21 Expansor de biogás para remoção de água. Meio Suporte para remoção de enxofre. De onde veio o conceito.

22 inverno Análise de CH 4, CO 2 e H 2 S no biogás produzido no biodigestor

23 Resumindo!!

24 Descentralized Biogas Generation Units

25 Microcentral Elétrica

26 USOS E APLICAÇÕES DO BIOGÁS Cogeração de Energia: INEE Instituto Nacional de Eficiência Energética 26

27 Cuidados com o biogás...

28 Purificação de biogás Compressor furado Medidor de vazão furado

29 Análise de biogás amostragem determinação (CH 4, H 2 S, NH 3 )

30 E o digestato?????

31 Efluente biodigestor (Digestato) Médias (g. L -1 ) das concentrações na entrada e saída do biodigestor Parâmetro Afluente Efluente % de Redução DQO 65,09 ± 14,56 8,27 ± 1,58 87,30 DBO ,30 ± 8,11 3,00 ± 1,34 91,25 N-NH 3 2,52 ± 0,75 2,36 ± 0,63 6,34 N NTK 4,53 ± 1,07 3,14 ± 0,50 30,68 P Total 1,60 ± 0,41 0,22 ± 0,02 86,25 Sólidos Voláteis 39,22 ± 17,54 8,29 ± 4,57 78,86 Biofertilizante ou Tratamento!!

32 Virus Quais vírus estudar? E por qual motivo? Podemos escolher algum como indicador??? Adenovírus porcino Não tem importância econômica; Ampla distribuição indicador ambiental. Circovírus porcino Associado a várias doenças; Ampla distribuição.

33 Íntegro X infeccioso Todas as amostras apresentavam vírus com capacidade de infectar as células Circovirus como indicador!!!

34 Para saber mais...

35 Há necessidade de inativar completamente virus e bactérias? Eng. Agríc., Jaboticabal, v.33, n.2, p , mar./abr. 2013

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38 Estações compactas de tratamento de efluentes da suinocultura

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40 Novos processos

41 Ciclo do Nitrogenio O processo Anammox N 2 O NO NO 2 - NO 3 - N 2 N 2 H 4 NH 2 OH Nitrificação Desnitrificação Anammox Org-N NH 4 + Anammox NH NO - 2 N 2 + 2H 2 O

42 Reatores com atividade ANAMMOX Detalhe do meio suporte

43 Anammox Bacteria Brazilis concordienses Viancelli et al Braz. Arch. Biol. Technol. (54 ) 1035

44 Reatores com alta atividade - Remoção alcançada de 18.3 Kg-Nm - ³d -1 - Cerca de 60 vezes maior que nitrificação e esnitrificação Potencialidade de Uso - Resíduos com baixo carbono - Efluentes de biodigestores

45 Ferramentas para aprimoramento da digestão anaeróbia: Conhecimento dos substratos

46 Laboratório de Estudos em Biogás

47 Capacidade de produção e metano de diferentes substratos (testes de BMP)

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49 ead.pti.org.br/wra

50 Considerações Finais Aprimoramento do conhecimento técnico-científico Diminuição da subjetividade e empirismo; Transferência de tecnologia; Capacitação de recursos humanos; 50

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52 Para maiores informaçoes: Obrigado!