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Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais
Dr. Airton Kunz [email protected]
Sao Carlos, SP – 21 de março de 2014
III SPARH
Frango
de corte Poedeiras
Suinos Gado de leite
Distribuição dos rebanhos no Brasil
Source: Hermann and Santos, 2009
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
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.
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Biodigestores: uma avaliação da
situação atual
EMBRATER, 1984
Suinocultura Industrial, 2004
Substrato x Biodigestor
Dejetos animais são diferentes de esgoto sanitário!
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) p07-11.
4 – 15 (1 %)
20 – 85 (2 %)
110 – 400 (1,2 %)
250 – 1000
6 – 8
Sanitário
4500 NNTK (mg L-1)
1600 PTOTAL (mg L-1)
34000 DBO520 (mg L-1)
65000 DQO (mg L-1)
7 - 8 pH
Suíno Parâmetro
Comparação das características físico-químicas de
efluente sanitário e dejeto de suíno.2,3
Biodigestores
Créditos de carbono
Energia -térmica
-elétrica (ex:IN 390/09-ANEEL)
Sem sistemas de aquecimento
Sem agitação de biomassa
Baixa capacidade de geração de biogás
capacidade (0.15-0.20 m3.kgVS-1.d-1)
Vantagem: baixo custo
Foto: Granja Master
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 m3 /d = 6,93KgSF/d
Acúmulo: 2,2 KgSF/d
2,2KgSF/d x 30 dias = 66KgSF/mês x 12 meses = 792 KgSF/ano
BIODIGESTOR DE ALTO RENDIMENTO
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REATOR UASB
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Desafios de redução de escala...
Pequenos biodigestores
Acompanhamento da produção de Biogás por SV.
Efeito aquecimento!!
(Início dia 200)
Expansor de biogás para remoção
de água.
Meio Suporte para
remoção de enxofre.
De onde veio o conceito….
Análise de CH4, CO2 e H2S no biogás produzido no biodigestor
inverno
Resumindo!!
Descentralized Biogas Generation Units
Microcentral Elétrica
USOS E APLICAÇÕES DO BIOGÁS
• Cogeração de Energia:
INEE – Instituto Nacional de Eficiência Energética 26
Cuidados com o biogás...
Medidor de vazão furado
Compressor furado
Purificação de biogás
Análise de biogás
amostragem
determinação (CH4, H2S, NH3)
E o digestato?????
8,29 ± 4,57 39,22 ± 17,54 Sólidos Voláteis
0,22 ± 0,02 1,60 ± 0,41 PTotal
3,14 ± 0,50 4,53 ± 1,07 NNTK
2,36 ± 0,63 2,52 ± 0,75 N-NH3
3,00 ± 1,34 34,30 ± 8,11 DBO520
8,27 ± 1,58 65,09 ± 14,56 DQO
Efluente Afluente Parâmetro
Médias (g . L-1) das concentrações na entrada e saída do biodigestor
78,86
86,25
30,68
6,34
91,25
87,30
% de Redução
Efluente biodigestor (Digestato)
Biofertilizante ou Tratamento!!
Não tem importância econômica; Ampla distribuição – indicador ambiental.
Adenovírus porcino
Circovírus porcino Associado a várias doenças; Ampla distribuição.
Quais vírus estudar? E por qual motivo? Podemos escolher algum como indicador???
Virus
Todas as amostras apresentavam vírus com capacidade de infectar as células
Íntegro X infeccioso
Circovirus como indicador!!!
Para saber mais...
Há necessidade de inativar completamente virus e bactérias?
Eng. Agríc., Jaboticabal, v.33, n.2, p.422-431, mar./abr. 2013
www.cnpsa.embrapa.br/sgc/sgc_publicacoes/publicacao_i9r49m5q.pdf
Estações compactas de tratamento
de efluentes da suinocultura
Novos processos
NH4+
NH2OH
N2H4
NO2-
NO3-
NO
N2O
N2
Org-N
Ciclo do Nitrogenio – O processo Anammox
Nitrificação Desnitrificação
Anammox
NH4+ + NO2
－ N2 + 2H2O Anammox
Reatores com atividade ANAMMOX
Detalhe do meio suporte
Anammox Bacteria
“Brazilis concordienses”
Viancelli et al. 2011 Braz. Arch. Biol. Technol. (54 ) 1035
Reatores com alta
atividade - Remoção alcançada de 18.3 Kg-Nm-³d-1
- Cerca de 60 vezes maior que nitrificação e desnitrificação
Potencialidade de Uso - Resíduos com baixo carbono
- Efluentes de biodigestores
Ferramentas para aprimoramento da digestão anaeróbia:
Conhecimento dos substratos
Laboratório de Estudos em Biogás
Capacidade de produção
de metano de diferentes substratos
(testes de BMP)
ead.pti.org.br/wra
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Aprimoramento do conhecimento técnico-científico
Diminuição da subjetividade e empirismo;
Transferência de tecnologia;
Capacitação de recursos humanos;
Considerações Finais
Obrigado!
Para maiores informaçoes:
www.cnpsa.embrapa.br