Interferences of environmental and operational conditions in the biogas concentrations in solid waste bench bioreactors.

Submitted by Ruth Quaresma de Freitas (ruth_quaresma@hotmail.com) on 2019-02-19T09:38:02Z No. of bitstreams: 1 KALINA LÍGIA DE SOUZA DUARTE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2014..pdf: 4215397 bytes, checksum: 69911036611115d638aee893ab979423 (MD5)Made available in DSpace on 2019-02-19T09:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KALINA LÍGIA DE SOUZA DUARTE - DISSERTAÇÃO PPGECA 2014..pdf: 4215397 bytes, checksum: 69911036611115d638aee893ab979423 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26As condições ambientais e operacionais influenciam no comportamento microbiano dos processos fermentativos, interferindo nos parâmetros, físicos e físico-químicos inerentes a estes processos. Estudar estes parâmetros isoladamente e como eles interagem entre si, é importante, uma vez que estes podem aumentar o desempenho dos biorreatores anaeróbios, e assim elevar as concentrações de metano presentes no biogás e também reduzir as sustâncias tóxicas liberadas ao ambiente durante o processo degradativo dos resíduos. Este trabalho teve como objetivo estudar as interferências das condições ambientais e operacionais nas concentrações de biogás dos resíduos sólidos orgânicos. Para isso, foram confeccionados dois biorreatores de bancada nas dependências da Universidade Federal de Campina Grande, com seção transversal circular em tubos de PVC com dimensões de 0,90m de altura e 0,2m de diâmetro interno, com um volume de 0,028m3 (28L). O procedimento experimental utilizado nesta pesquisa constituiu das etapas de construção dos biorreatores de bancada, instrumentação, testes, ajustes, composição volumétrica e gravimétrica dos resíduos, enchimentos e monitoramento dos parâmetros de temperatura, teor de umidade, pH, alcalinidade total, ácidos voláteis, sólidos voláteis, nitrogênio amoniacal, quantificação de micro-organismos (aeróbios totais e fungos), testes de fitotoxicidade e concentrações dos gases (CO2, CH4, O2, CO e H2S), realizadas através do detector portátil de gases (Drager). Os resultados obtidos nesta pesquisa demonstraram que condições ambientais e operacionais impostas aos biorreatores anaeróbios durante o tratamento dos resíduos orgânicos são fundamentais para obtenção de altos percentuais de CH4 no biogás. As variações nas temperaturas, e o alto teor de umidade observado durante todo o processo, provocou uma desestabilização na massa de resíduo, gerando um acúmulo de ácidos, influenciando negativamente na composição do biogás, uma vez que a concentração de CH4 foi extremamente baixa, enquanto o CO2 registrou valores de até 90%. As condições ambientais e operacionais influenciaram negativamente nas concentrações do biogás, mas forneceram um direcionamento no que se refere ao seu monitoramento e, como, elas podem ser alteradas para que o processo seja otimizado.Environmental and operating conditions influence the behavior of microbial fermentation processes, interfering parameters, physical and physicochemical inherent in these processes. Studying these parameters separately and how they interact with each other, it is important, since these may improve performance of anaerobic bioreactors, thus raising the concentration of methane present in the biogas and also reduce the toxic substances released to the environment during the degradation process of waste. This work aimed to study the interference of environmental and operational conditions at concentrations of biogas from organic solid waste. Thus, two benchtop bioreactors were made on the premises of the Federal University of Campina Grande, with circular cross section in PVC tubes with dimensions of 0.90 m long and 0.2 m internal diameter, with a volume of 0,028 m3 (28L) . The experimental procedure used in this study consisted of the construction stages of benchtop bioreactors , instrumentation , testing, adjustment , volumetric and gravimetric composition of the waste , fillers and monitoring of parameters of temperature , moisture content , pH , total alkalinity , volatile acids , solid volatile ammonia , quantification of micro organisms (fungi and total aerobes), phytotoxicity tests and concentrations of gases (CO2, CH4 , O2 , CO and H2S ) performed by portable gas detector (Drager) . The results obtained in this study demonstrated that environmental and operational conditions imposed on anaerobic bioreactors for the treatment of organic waste are key to achieving high percentage of CH4 in biogas. The variations in temperatures, high humidity and observed throughout the process , caused a destabilization in the mass of waste , causing a buildup of acidic , negatively influencing the composition of the biogas , since the CH4 concentration was extremely low , while CO2 values recorded up to 90% . Environmental and operational conditions negatively influenced the concentrations of biogas, however provided a direction in relation to its monitoring and how they can be changed for the process to be optimized