uso do biogas

50
OPTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE BIOGÁS EM EXPLORAÇÕES PECUÁRIAS/AGRÍCOLAS OPTIMIZA OPTIMIZA Ç Ç ÃO DA PRODU ÃO DA PRODU Ç Ç ÃO ÃO DE BIOG DE BIOG Á Á S EM EXPLORA S EM EXPLORA Ç Ç ÕES ÕES PECU PECU Á Á RIAS/AGR RIAS/AGR Í Í COLAS COLAS O DESAFIO DA AUTO O DESAFIO DA AUTO - - SUFICIÊNCIA SUFICIÊNCIA ENERG ENERG É É TICA TICA SEMIN SEMIN Á Á RIO RIO CULTURAS ENERG CULTURAS ENERG É É TICAS, BIOMASSA E BIOCOMB TICAS, BIOMASSA E BIOCOMB Ú Ú STIVEIS STIVEIS É É VORA VORA - - 2007 2007

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PRODUÇÃO DE BIOGÁS

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Page 1: USO DO BIOGAS

OPTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE BIOGÁS EM EXPLORAÇÕES

PECUÁRIAS/AGRÍCOLAS

OPTIMIZAOPTIMIZAÇÇÃO DA PRODUÃO DA PRODUÇÇÃO ÃO DE BIOGDE BIOGÁÁS EM EXPLORAS EM EXPLORAÇÇÕES ÕES

PECUPECUÁÁRIAS/AGRRIAS/AGRÍÍCOLASCOLAS

O DESAFIO DA AUTOO DESAFIO DA AUTO--SUFICIÊNCIA SUFICIÊNCIA ENERGENERGÉÉTICATICA

SEMINSEMINÁÁRIORIOCULTURAS ENERGCULTURAS ENERGÉÉTICAS, BIOMASSA E BIOCOMBTICAS, BIOMASSA E BIOCOMBÚÚSTIVEISSTIVEIS

ÉÉVORA VORA -- 20072007

Page 2: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Optimização da Produção de Biogás em Explorações Pecuárias/Agrícolas

OptimizaOptimizaçção da Produão da Produçção de Biogão de Biogáás em Exploras em Exploraçções ões PecuPecuáárias/Agrrias/Agríícolascolas

LuLuíís Ferreira s Ferreira 11

[email protected]@isa.utl.pt

ElizabethElizabeth Duarte Duarte 11

[email protected]@isa.utl.pt

11 Departamento QuDepartamento Quíímica Agrmica Agríícola e Ambiental, Instituto Superior de cola e Ambiental, Instituto Superior de Agronomia, Universidade TAgronomia, Universidade Téécnica de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349cnica de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349--017, 017, Lisboa, PortugalLisboa, Portugal

Page 3: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Esquema da ApresentaçãoEsquema da ApresentaEsquema da Apresentaççãoão

IntroduIntroduççãoão11

O Conceito da Digestão AnaerO Conceito da Digestão Anaeróóbiabia22

Campos de AplicaCampos de Aplicaççãoão33

Casos de EstudoCasos de Estudo44

EstratEstratéégia e Metodologiagia e Metodologia55

Resultados Resultados 66

Desafios Para o Futuro da Digestão AnaerDesafios Para o Futuro da Digestão Anaeróóbiabia77

Page 4: USO DO BIOGAS

INTRODUÇÃOINTRODUINTRODUÇÇÃOÃO

Page 5: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

IntroduçãoIntroduIntroduççãoão

Conceitos FundamentaisConceitos Fundamentais

A Digestão AnaerA Digestão Anaeróóbia (DA) bia (DA) éé um processo que decompõe a matum processo que decompõe a matééria ria orgânica na ausência de oxigorgânica na ausência de oxigéénio.nio.

Os produtos resultantes são o biogOs produtos resultantes são o biogáás (uma mistura aproximada de 65% de s (uma mistura aproximada de 65% de metano e 35% de dimetano e 35% de dióóxido de carbono) e, uma pequena quantidade de xido de carbono) e, uma pequena quantidade de biomassa bacteriana biomassa bacteriana -- lama digerida (cerca de 0,05 g de slama digerida (cerca de 0,05 g de sóólidos suspensos lidos suspensos volvolááteis por g de CQO removido) e um efluente digeridoteis por g de CQO removido) e um efluente digerido

Esquema da reacEsquema da reacçção:ão:

MatMatééria Orgânica ria Orgânica →→→→→→→→ CHCH44 + CO+ CO22 + Biomassa Bacteriana + Efluente Digerido+ Biomassa Bacteriana + Efluente Digerido(Lama Digerida)(Lama Digerida)

Page 6: USO DO BIOGAS

O CONCEITO DA DIGESTÃO ANAERÓBIA

O CONCEITO DA DIGESTÃO O CONCEITO DA DIGESTÃO ANAERANAERÓÓBIABIA

Page 7: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

O que O que éé??

BiogásBiogBiogááss

É um processo que ocorre na ausência de oxigénio dissolvido.

Mas, dependendo do tipo de aceitador de electrões que temos no meio, podemos estar em presença de diferentes processos de degradação anaeróbia.

Ex. de aceitadores possíveis: nitrato, sulfato, Fe2+, CO2.

Em cada caso o potencial redox no meio é diferente.

Se o aceitador final de electrões for o CO2, obtêm-se , CH4 como produto final e o processo diz-se metanogénico.

Esta reacção só ocorre quando o potencial redox no meio é muito baixo (< - 300 mV).

Page 8: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

O que O que éé??

ÉÉ uma mistura de CHuma mistura de CH44 e COe CO22 (tipicamente 65 % CH(tipicamente 65 % CH44 e 35 % de COe 35 % de CO22) com ) com posspossííveis traveis traçços de Hos de H22S que tem um poder calorS que tem um poder caloríífico de cerca de 25 MJ/mfico de cerca de 25 MJ/m33..

A Digestão AnaerA Digestão Anaeróóbia ocorre quando:bia ocorre quando:

na natureza: sem controlo com danos para o ambiente devido ao ena natureza: sem controlo com danos para o ambiente devido ao elevado levado poder de efeito de estuda do metano (cerca de 21 x superior ao dpoder de efeito de estuda do metano (cerca de 21 x superior ao do COo CO22).).

Em sistemas controlados:Em sistemas controlados:Digestores anaerDigestores anaeróóbios,bios,Aterros sanitAterros sanitáários rios

BiogásBiogBiogááss

Page 9: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

BiogásBiogBiogááss

Qual o seu interesse?Qual o seu interesse?

A União Europeia estabeleceu uma meta global de reduA União Europeia estabeleceu uma meta global de reduçção em 8 %, na ão em 8 %, na emissão de gases com efeito de estufa atemissão de gases com efeito de estufa atéé 2008 2008 –– 2012.2012.

Em 2010, 12,5 % da energia na Europa deverEm 2010, 12,5 % da energia na Europa deveráá provir de fontes provir de fontes renovrenovááveis sendo que o biogveis sendo que o biogáás pode representar cerca de 10 % desse s pode representar cerca de 10 % desse potencial.potencial.Presentemente apenas 6 % da energia provPresentemente apenas 6 % da energia provéém de fontes renovm de fontes renovááveis.veis.

AtAtéé 2020 prevê2020 prevê--se a substituise a substituiçção de 20 % dos combustão de 20 % dos combustííveis gasolina e veis gasolina e gasgasóóleo por combustleo por combustííveis alternativos. O biogveis alternativos. O biogáás s éé apontado como uma apontado como uma alternativa ambiental, competitiva, face alternativa ambiental, competitiva, face àà electricidade, etanol, e outros.electricidade, etanol, e outros.

Existe na Europa um elevado potencial de produExiste na Europa um elevado potencial de produçção de biogão de biogáás s desperdidesperdiççado. Considerando apenas o sector agrado. Considerando apenas o sector agríícola, estimacola, estima--se que exista se que exista um potencial energum potencial energéético de tico de 265 TWh por ano, do qual apenas 5 % , do qual apenas 5 % ééaproveitado.aproveitado.

Page 10: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

BiogásBiogBiogááss

Qual a relaQual a relaçção de equivalência entre 1 mão de equivalência entre 1 m33 de Biogde Biogáás e s e outros combustoutros combustííveis?veis?

0,3 m0,3 m3 3 de propanode propano

1,5 m1,5 m33 de gde gáás da cidades da cidade

1 m1 m33 biogbiogááss0,8 litro de gasolina0,8 litro de gasolina

7 kWh7 kWh

0,7 litros de gas0,7 litros de gasóóleoleo

1,3 litros de 1,3 litros de áálcoollcool

Page 11: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Etapas do Processo de Digestão AnaeróbiaEtapas do Processo de Digestão AnaerEtapas do Processo de Digestão Anaeróóbiabia

11ªª Etapa Etapa –– Fase de HidrFase de Hidróóliselise

Grandes molGrandes molééculas culas orgânicas:orgânicas:

GlGlúúcidoscidos

PrPróótidostidos

LLíípidospidos

MolMolééculas de menor peso culas de menor peso molecular:molecular:

AAççucaresucares

AminoAminoáácidos e glicerol cidos e glicerol

ÁÁcidos gordoscidos gordos

DissoluDissoluçção e ão e HidrHidróóliselise

Page 12: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Etapas do Processo de Digestão AnaeróbiaEtapas do Processo de Digestão AnaerEtapas do Processo de Digestão Anaeróóbiabia

22ªª Etapa Etapa –– Fase Fase AcidogAcidogééneanea

Produtos provenientes Produtos provenientes da 1da 1ªª Etapa:Etapa:

formam a dieta formam a dieta alimentar de uma salimentar de uma séérie rie de estirpes bacterianas de estirpes bacterianas anaeranaeróóbiasbias

ProduProduçção de compostos de baixo ão de compostos de baixo peso molecular e gases com teores peso molecular e gases com teores de CO, Hde CO, H22, H, H22S reduzidos S reduzidos ––responsresponsááveis pelo poder corrosivo e veis pelo poder corrosivo e odor do godor do gááss

Metabolismo Metabolismo bacterianobacteriano

Page 13: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Etapas do Processo de Digestão AnaeróbiaEtapas do Processo de Digestão AnaerEtapas do Processo de Digestão Anaeróóbiabia

33ªª Etapa Etapa –– Fase Fase MetanogMetanogééneanea

Produtos provenientes da Produtos provenientes da 22ªª Fase:Fase:

as bactas bactéérias rias metanogmetanogééneasneasentram em actividade, entram em actividade, degradando os degradando os áácidos cidos volvolááteis produzidos nas teis produzidos nas fases anterioresfases anteriores

BiogBiogáás:s:LibertaLibertaçção da ão da mistura gasosa com mistura gasosa com caractercaracteríísticas de gsticas de gáás s combustcombustíívelvel

DegradaDegradaçção ão metanogmetanogééneanea

Page 14: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Processo de Digestão AnaeróbiaProcesso de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbiabia

Factores AmbientaisFactores Ambientais

TemperaturaTemperatura

pHpH

AlcalinidadeAlcalinidade

NutrientesNutrientes

Substâncias TSubstâncias Tóóxicasxicas

CinCinéética / Termodinâmicatica / TermodinâmicaMesofMesofíílica (20 lica (20 –– 45 45 ººC)C)TermofTermofíílica (> 45 lica (> 45 ººC)C)

6,5 e 7,56,5 e 7,5

BicarbonatoBicarbonato

CQO/N/P 600/7/1CQO/N/P 600/7/1

AGV, pH, NHAGV, pH, NH33, H, H22S, S, etcetc

Page 15: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Processo de Digestão AnaeróbiaProcesso de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbiabia

BalanBalançço To Tíípico em Termos de CQO num Digestorpico em Termos de CQO num Digestor

DigestorDigestor

Entrada:Entrada:

CQO 100 %CQO 100 %

BiogBiogáás 90 %s 90 %

SaSaíída:da:

CQO 5 %CQO 5 %

BiomassaBiomassa

CQO 5 %CQO 5 %

Page 16: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Diagrama de Conversão de SV no Processo (M.S.)Diagrama de Conversão de SV no Processo (M.S.)Diagrama de Conversão de SV no Processo (M.S.)

BIOGASBIOGASLAMA BRUTALAMA BRUTA

SSÓÓLIDOS LIDOS VOLVOLÁÁTEIS TEIS

750 kg750 kg

SSÓÓLIDOS LIDOS FIXOSFIXOS

250 kg250 kg

SSÓÓLIDOS LIDOS VOLVOLÁÁTEIS TEIS

450 kg450 kg

BIOGBIOGÁÁS S

SSÓÓLIDOS LIDOS FIXOSFIXOS

SSÓÓLIDOS LIDOS FIXOSFIXOS

250 kg250 kg 250 kg250 kg

SSÓÓLIDOS LIDOS VOLVOLÁÁTEIS TEIS

450 kg450 kg

CH4 e CO2 CH4 e CO2

300 kg300 kg

LAMA DIGERIDALAMA DIGERIDA

1 000 kg Mat1 000 kg Matééria Secaria Seca

75 % SV75 % SV

700 kg Mat700 kg Matééria Secaria Seca

64 % SV64 % SV

Page 17: USO DO BIOGAS

CAMPOS DE APLICAÇÃOCAMPOS DE APLICACAMPOS DE APLICAÇÇÃOÃO

Page 18: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Processo de Digestão AnaeróbiaProcesso de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbiabia

Campos de aplicaCampos de aplicaççãoão

LLííquidosquidosSSóólidoslidos

SemiSemi--ssóólidoslidos

IndustrialIndustrial IndIndúústria Alimentarstria AlimentarIndIndúústria Papelstria Papel

IndIndúústria Alimentarstria AlimentarComComéércio Alimentarrcio Alimentar

UrbanoUrbano Efluentes DomEfluentes Doméésticossticos

Lamas de ETARLamas de ETARFracFracçção Orgânica ão Orgânica

ResResííduos Sduos Sóólidos Urbanoslidos Urbanos((FORSUFORSU’’ss))

AgriculturaAgriculturaEfluentes SuEfluentes SuíínosnosEfluentes BovinosEfluentes BovinosEfluentes Aves.Efluentes Aves.

Estrumes, Pastagens.Estrumes, Pastagens.Material da Cama dos Material da Cama dos

Animais.Animais.Culturas EnergCulturas Energééticasticas

Page 19: USO DO BIOGAS

Processo de Digestão Anaeróbia Convencional

Processo de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbia bia ConvencionalConvencional

Regime MesofRegime Mesofíílicolico

Page 20: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Processo de Digestão AnaeróbiaProcesso de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbiabia

ComparaComparaçção Entre Influente/ Lama Bruta e Efluente/Lama Digeridaão Entre Influente/ Lama Bruta e Efluente/Lama Digerida

Influente / Lama BrutaInfluente / Lama Bruta Efluente / Lama DigeridaEfluente / Lama Digerida

MatMatééria Orgânica Instria Orgânica Instáávelvel

Elevada FracElevada Fracçção Biodegradão Biodegradáável na vel na MatMatééria Orgânicaria Orgânica

Alto Potencial para GeraAlto Potencial para Geraçção de Odoresão de Odores

Elevada ConcentraElevada Concentraçção de ão de Microrganismos PatogMicrorganismos Patogéénicosnicos

MatMatééria Orgânica Estabilizadaria Orgânica Estabilizada

Baixa ProporBaixa Proporçção de Fracão de Fracçção ão BiodegradBiodegradáávelvel

Baixo Potencial para GeraBaixo Potencial para Geraçção de ão de OdoresOdores

ConcentraConcentraçção de Patogão de Patogéénicos Inferior nicos Inferior ààda Lama Bruta / Influenteda Lama Bruta / Influente

Page 21: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Processo de Digestão Anaeróbia – Regime MesofílicoProcesso de Digestão AnaerProcesso de Digestão Anaeróóbia bia –– Regime MesofRegime Mesofíílicolico

VantagensVantagens DesvantagensDesvantagens

ProduProduçção de Energia (Metano)ão de Energia (Metano)

ReduReduçções de 25 ões de 25 –– 40 % do Volume de 40 % do Volume de LamaLama

A Lama Quando Bem Digerida A Lama Quando Bem Digerida ééGeralmente Livre de odoresGeralmente Livre de odores

Taxa Elevada de DestruiTaxa Elevada de Destruiçção de ão de PatogPatogéénicos Particularmente nos nicos Particularmente nos

Processos TermofProcessos Termofíílicoslicos

Elevada MonitorizaElevada Monitorizaçção para Manter os ão para Manter os Parâmetros OperacionaisParâmetros Operacionais

Elevados Custos Operacionais Devido Elevados Custos Operacionais Devido ààGestão da TemperaturaGestão da Temperatura

Não Ocorre uma DestruiNão Ocorre uma Destruiçção Completa dos ão Completa dos SSóólidos Vollidos Volááteisteis

Possibilidade de Ocorrência de Problemas Possibilidade de Ocorrência de Problemas Causados pela Explosão de GCausados pela Explosão de Gáás da Lama s da Lama

Digerida AnaerobicamenteDigerida Anaerobicamente

Page 22: USO DO BIOGAS

Co-Digestão AnaeróbiaCoCo--Digestão AnaerDigestão Anaeróóbiabia

Page 23: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Balanço da Co-DigestãoBalanBalançço da Coo da Co--DigestãoDigestão

ResResííduo Bduo B

Micro e MacronutrientesMicro e Macronutrientes

RelaRelaçção C:Não C:N

Compostos Inibidores/TCompostos Inibidores/Tóóxicosxicos

MatMatééria Orgânica Biodegradria Orgânica Biodegradáávelvel

MatMatééria Secaria Seca

Adaptado de Mata Adaptado de Mata AlvarezAlvarez(2003)(2003)

ResResííduo Aduo A

Page 24: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Conceito Integrado – Unidade Centralizada de Co-DigestãoConceito Integrado Conceito Integrado –– Unidade Centralizada de CoUnidade Centralizada de Co--DigestãoDigestão

Explorações Pecuárias:

Chorume Bovinos

Chorume Suínos

Chorume Aves

Outras Fontes de Biomassa:

Resíduos Orgânicos Industriais

FORSU’s

Lamas de ETAR’s

Sistema de Transporte

Unidade Centralizada de Biogás:

Homogeneização

Digestão

Redução de odores

Higienização

Subprodutos com Valor Agronómico (N, P, K)

Biogás para geração de energia térmica e eléctrica

Fontes de Energia Renováveis

Balanço de CO2 neutro

Redução da Poluição do Ar

Uso Eficiente de Energia

Fertilizante - Agricultura:

Melhoria no Uso dos Nutrientes pelas Plantas

Redução do Consumo de Fertilizantes Minerais

Redução da Poluição da Água

Locais de Armazenamento no Campo

Separação da Biomassa Digerida

Sistema de Transporte

Page 25: USO DO BIOGAS

Processos IntegradosProcessos IntegradosProcessos Integrados

Page 26: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Objectivos dos Pré - TratamentosObjectivos dos PrObjectivos dos Préé -- TratamentosTratamentos

OptimizaOptimizaçção do Processo de Digestão Anaerão do Processo de Digestão Anaeróóbia bia ConvencionalConvencional

HigienizaHigienizaçção das Lamasão das Lamas

Aumento da Desidratabilidade das LamasAumento da Desidratabilidade das Lamas

ReduReduçção do Volume de Biossão do Volume de Biossóólido Finallido Final

Page 27: USO DO BIOGAS

Hidrólise Térmica + Digestão Anaeróbia com Cogeração

HidrHidróólise Tlise Téérmica + Digestão rmica + Digestão AnaerAnaeróóbia com Cogerabia com Cogeraççãoão

Page 28: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

VantagensVantagensVantagens

Aumento da ProduAumento da Produçção de Biogão de Biogáás (30s (30--35 % de Produ35 % de Produçção Adicional)ão Adicional)

Aumento da DestruiAumento da Destruiçção de São de Sóólidos Vollidos Volááteis (40 % Adicional)teis (40 % Adicional)

Elevado Grau de EstabilizaElevado Grau de Estabilizaçção da Fracão da Fracçção Digeridaão Digerida

HigienizaHigienizaçção das Lamasão das Lamas

BalanBalançço Energo Energéético Muito Favortico Muito Favoráávelvel

Aumento da Desidratabilidade das Lamas (Teor Lamas de MS 33Aumento da Desidratabilidade das Lamas (Teor Lamas de MS 33--38 %)38 %)

Page 29: USO DO BIOGAS

CASOS DE ESTUDOCASOS DE ESTUDOCASOS DE ESTUDO

Page 30: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Diagrama de Fluxos – Balanço de Massa e EnergiaDiagrama de Fluxos Diagrama de Fluxos –– BalanBalançço de Massa e Energiao de Massa e Energia

MO (ton./mês) MO (ton./mês)

1000010000

MS (%) MS (%)

10,0 10,0

MS (ton./mês) MS (ton./mês)

10001000

AlimentaAlimentaççãoão

MO (ton./mês) MO (ton./mês)

57145714

MS (%) MS (%)

17,5 17,5

MS (ton./mês) MS (ton./mês)

10001000

CaldeiraCaldeira CogeraCogeraççãoão

BiossBiossóólido lido

MO (ton./mês) 1469MO (ton./mês) 1469

MS (%) 40,0 MS (%) 40,0

MS (ton./mês) 588 MS (ton./mês) 588

DigestãoDigestãoAnaerAnaeróóbiabia

HidrataHidrataççãoãoHidrHidróóliseliseTTéérmicarmica

DesidrataDesidrataççãoãoMecânicaMecânica

Água m3/mês

4286

Filtrado Eliminado m3/mês

8119

Biogás m3/mês

354 750

Energia TérmicaExcedente de

Água Quente

Energia ElEnergia Elééctrica (ctrica (MWhMWh/.mês)/.mês)

784

Page 31: USO DO BIOGAS

O PROJECTO “CODIGANDES”O PROJECTO O PROJECTO ““CODIGANDESCODIGANDES””

Page 32: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

RESPONSABILIDADES NO PROJECTORESPONSABILIDADES NO PROJECTORESPONSABILIDADES NO PROJECTO

O ISA/DQAA O ISA/DQAA éé responsresponsáável pelos ensaios laboratoriais vel pelos ensaios laboratoriais

de code co--digestão anaerdigestão anaeróóbia, pela concepbia, pela concepçção e execuão e execuçção da ão da

unidade piloto de counidade piloto de co--digestão anaerdigestão anaeróóbia e pelo bia e pelo

desenvolvimento e operadesenvolvimento e operaçção do processo.ão do processo.

Page 33: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

O CONCEITOO CONCEITOO CONCEITO

ELECTRICIDADE E CALORRESÍDUOS ORGÂNICOS

RESÍDUOS AGRÍCOLAS

FERTILIZANTE

CHORUMES

LUZ

FOTOSSÍNTESE

DIGESTÃO ANAERÓBIANA EXPLORAÇÃO PECUÁRIA

Page 34: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

ENQUADRAMENTOENQUADRAMENTOENQUADRAMENTO

DefiniDefiniçção do Sistema Chorume + Coão do Sistema Chorume + Co--substratosubstrato

Facilidade de Facilidade de ManuseamentoManuseamentoe Loge Logíísticastica

CritCritéériosrios

ResResííduo de duo de Origem RegionalOrigem Regional

PerPerííodo Estudo odo Estudo LimitadoLimitado

Barreiras Barreiras SanitSanitááriasrias

RESRESÍÍDUOS DE DUOS DE FRUTAFRUTA

Page 35: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

ENQUADRAMENTOENQUADRAMENTOENQUADRAMENTO

Características da Economia

Agrícola da Região :

• Produção Suinícola

Intensiva

• Produção Intensiva de

Fruta com Unidades de

Armazenamento e

Distribuição.

Rio Maior

Lisboa

.

Spa

in

AtlanticAtlanticOceanOcean

Page 36: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

ENQUADRAMENTOENQUADRAMENTOENQUADRAMENTO

� Chorumes de Suinicultura muito diluídos

1,5 – 3 % ST

SV/ST = 0,67

$$ Grande barreira para estabelecer processos Grande barreira para estabelecer processos

de DA economicamente vide DA economicamente viááveis.veis.

Page 37: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

ENQUADRAMENTOENQUADRAMENTOENQUADRAMENTO

� Existindo na Região,

Digestores em operação

nas Unidades Agro-

Pecuárias …

…… com capacidade de com capacidade de

OptimizaOptimizaçção da ão da

ProduProduçção de ão de

BiogBiogááss……

Page 38: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

EnquadramentoEnquadramentoEnquadramento

� Existindo outros Resíduos Orgânicos ex. Fruta rejeitada em unidades de armazenamento de produtores de Maçã e Pêra …

Page 39: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

ObjectivosObjectivosObjectivos

11

Demonstrar a integraDemonstrar a integraçção de ão de uma soluuma soluçção de produão de produçção ão de biogde biogáás descentralizada, s descentralizada, em sistemas de tratamento em sistemas de tratamento de efluentes de efluentes suinsuiníícolascolas, , actualmente em operaactualmente em operaçção.ão.

22

Esta demonstraEsta demonstraçção serão seráá efectuada efectuada atravatravéés de uma unidade piloto de cos de uma unidade piloto de co--digestão anaerdigestão anaeróóbia. Os chorumes serão bia. Os chorumes serão coco--digeridos anaerobicamente com digeridos anaerobicamente com resresííduos de centrais fruteiras da região, duos de centrais fruteiras da região, no sentido de maximizar a produno sentido de maximizar a produçção de ão de biogbiogáás e simultaneamente dar um s e simultaneamente dar um destino ambientalmente adequado a destino ambientalmente adequado a esses resesses resííduos orgânicos.duos orgânicos.

Page 40: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Estratégia e MetodologiaEstratEstratéégia e Metodologiagia e Metodologia

Disseminar Disseminar e Divulgare Divulgar

Conceber e Conceber e implementar implementar uma unidade piloto:uma unidade piloto:

Desenvolver actividades de demonstraDesenvolver actividades de demonstraççãoãoa partir da unidade piloto:a partir da unidade piloto:

Replicar o processo Replicar o processo a uma escala a uma escala operacional operacional interessante:interessante:

Desenvolver o Desenvolver o processo processo a na níível vel

laboratorial:laboratorial:

Page 41: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Estratégia e MetodologiaEstratEstratéégia e Metodologiagia e Metodologia

Digestores em descontDigestores em descontíínuo :nuo :

VidroVidro

V reactor = 2 litrosV reactor = 2 litros

T = 37T = 37ºº CC

InstalaInstalaçções laboratoriais:ões laboratoriais:

Digestor em contDigestor em contíínuo nuo (mistura (mistura

completa)completa) ::

AAçço inoxo inox

V reactor =11 litrosV reactor =11 litros

T = 37T = 37ºº CC

Page 42: USO DO BIOGAS

ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Estratégia e MetodologiaEstratEstratéégia e Metodologiagia e Metodologia

ConcepConcepçção de Uma Unidade Mão de Uma Unidade Móóvel de Covel de Co--Digestão AnaerDigestão Anaeróóbiabia

55

11 22 33 44

Unidade mUnidade móóvel semivel semi--automautomáática tica

-- Digestor aDigestor açço inox 2 mo inox 2 m33

-- Autonomia 15 dias Autonomia 15 dias

Page 43: USO DO BIOGAS

O PROJECTO “CODIGANDES”O PROJECTO O PROJECTO ““CODIGANDESCODIGANDES””

ResultadosResultados

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

DemonstraçãoDemonstraDemonstraççãoão

Unidade móvel•Digestor 2 m3 (37ºC)

•Instalada na Exploração Vicente Nobre

•Demonstração da utilização de co-substratos na produção de biogás.

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

DemonstraçãoDemonstraDemonstraççãoão

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Demonstração / Resultados / Instalação do PilotoDemonstraDemonstraçção / Resultados / ão / Resultados / InstalaInstalaçção do Pilotoão do Piloto

CaracterCaracteríísticas das Biomassas Utilizadassticas das Biomassas Utilizadas

Chorume Alimentação

Polpa Fruta Fermentada

pH 7.06 - 8.79 2,71 – 3,24

ST g/l 19.81 – 28.6 49,29 – 56,21

SV g/l 13.18 – 21-50 45,85 – 51,61

CQO g O2/l 25.27 – 36.35 161,20 – 181,04

CQO solúvel g O2/l 12.95 – 15.08 119,04 – 141,36

N-kjeldahl g/l 2.07 -2.34 0,47 - 0,54

N - NH4+ g/l 1.52 – 1.71 0,040 - 0,075

P-total mg/l 525.04 – 552.32 89,94 – 106,24

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Demonstração / Resultados / Instalação do PilotoDemonstraDemonstraçção / Resultados / ão / Resultados / InstalaInstalaçção do Pilotoão do Piloto

Produtividade BiogProdutividade Biogáás: Chorume e Mistura (30 % PFF : 70 % Chorume)s: Chorume e Mistura (30 % PFF : 70 % Chorume)

Produção cumulativa biogás

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

0 200 400 600 800 1000 1200

Horas

l bio

gás

Mistura CHO+PFF (70:30)

CHO

m1

m2 = 130 l biogás/h

m2 = 3 m1

m1 = 40 l biogás/h

m2

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Demonstração / Resultados / Instalação do PilotoDemonstraDemonstraçção / Resultados / ão / Resultados / InstalaInstalaçção do Pilotoão do Piloto

InformaInformaçção Operacional e de Desempenho com a Utilizaão Operacional e de Desempenho com a Utilizaçção ão PFF (Polpa de Fruta Fermentada)PFF (Polpa de Fruta Fermentada)

Mix.Mix.PFF:CHOPFF:CHO(% (% v/vv/v))

TRHTRHCOVCOV

kg CQO (SV)/ kg CQO (SV)/ mm33.d.d--11

BiogasBiogasl/hl/h

BiogasBiogas% % CHCH44

RemoRemoççãoãoCOD sol. COD sol.

%%

mm33 biogas/mbiogas/m33

biomassabiomassa

0:1000:100 1616

1,62 1,62 –– 2,272,27(SV) (SV)

0,82 0,82 –– 1,341,34 4040 7575 7070 9,69,6

30:7030:70 1616 4,80 4,80 –– 5,105,10 130130 6969 8080 31,231,2

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ÉÉvora, Dezembro 2007vora, Dezembro 2007

Situação Actual do ProjectoSituaSituaçção Actual do Projectoão Actual do Projecto

� A unidade piloto está em funcionamento à cerca de 12 meses.

A Produção diária de biogás é cerca de 30 - 35 m3 biogás/ m3

biomassa alimentada

O PROJECTO ESTO PROJECTO ESTÁÁ CONCLUCONCLUÍÍDODO

Page 50: USO DO BIOGAS

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Obrigado!Obrigado!