Modelo de gestão de afluência a digestor anaeróbio

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Engenharia Sanitária, Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Recuperação do calor de um efluente primário para aquecimento de lamas de um reactor anaeróbio

O presente trabalho tem como principal objectivo o estudo da possibilidade de recuperação de calor de um efluente proveniente do tratamento primário da fábrica do grupo Portucel Soporcel (fábrica produtora de pasta de papel), para o aquecimento da corrente de lamas do digestor anaeróbio da SimRia S.A. – ETAR Norte, (ambas localizadas em Cacia, distrito de Aveiro). A solução consiste na implementação de um sistema de permuta térmica entre estas duas correntes, constituído fundamentalmente por dois permutadores de placas em espiral, montados em paralelo que operam em contra-corrente. Segundo este novo sistema de aquecimento, as lamas abandonam o digestor anaeróbio da mesma ETAR a um caudal de 110 m3/h, que se dividirá em duas linhas, sendo admitidas em cada permutador a 55 m3/h e a uma temperatura de 32 ºC regressando ao digestor a uma temperatura de 37 ºC (temperatura óptima a que ocorre a digestão anaeróbia das lamas). O efluente disponível, abandona o tratamento primário da Portucel, a 45 ºC e é encaminhado até aos permutadores da SimRia S.A., onde vai trocar calor com as lamas e regressa à Portucel a 40ºC, sendo admitido nas torres de arrefecimento da fábrica de papel. A nova instalação proposta pretende substituir a actual existente na ETAR em causa, em que a corrente de água que aquece as lamas, circula num circuito fechado entre um único permutador e uma caldeira, alimentada com o biogás que se produz no digestor anaeróbio, e que é responsável pelo controlo da temperatura da corrente de água. Pretende-se que a implementação deste novo método de aquecimento de lamas seja uma alternativa económica relativamente ao actual sistema, uma vez que vai substituir a corrente de biogás alimentada à caldeira podendo este recurso ser transformado em energia eléctrica e posteriormente comercializada. A análise financeira realizada ao projecto demonstrou que o projecto é rentável, uma vez que, a diferença entre todos ganhos e custos ao fim dos 10 anos de vida útil estimados é de cerca de 150 000,0 €. O período de retorno do investimento é alcançado no final dos primeiros 6 anos e a taxa interna de rentabilidade obtida foi de 36 %. Posteriormente incluiu-se neste estudo a possibilidade de tratamento das lamas geradas na fábrica da Portucel na ETAR da SimRia recorrendo a um terceiro digestor. Conclui-se que se trata duma opção vantajosa, uma vez que permite obter um caudal de biogás 44 m3/h, que convertido em potência permite obter 150 kW que poderá ser aproveitado para produção de energia ou comercializado gerando uma receita adicional de 130 000,0 €/ano para as entidades envolvidas.

Diagnóstico ambiental de uma queijaria e proposta de melhorias

O presente trabalho tem como objectivo o diagnóstico ambiental da empresa Lacticinios do Paiva, S.A, a avaliação da água do processo e da ETARI e o estudo da fermentação do soro de queijo com o intuito de produção de bioetanol. No diagnóstico ambiental da empresa, observou-se que 18.227.731 litros de leite usados anualmente geram 5.031 ton/ano de queijo, 7.204 ton/ano de soro de queijo, 74.201 m3/ano de efluente liquido, 14 ton/ano de plástico e 20 ton/ano de cartão. Os principais problemas com necessidade de optimização são a recuperação de água das lavagens, avaliação da produção de biogás no digestor anaeróbio, recuperação do volume de leite que é desperdiçado na produção de queijo fresco de longa duração, avaliação da eficiência energética da empresa, valorização das natas e do soro de queijo. Decidiu-se neste trabalho avaliar a possibilidade de reciclagem das águas de lavagem, avaliar o funcionamento da ETARI face à legislação existente e estudar a possibilidade de valorização do soro de queijo. Na avaliação das águas de processo das lavagens para posterior reciclagem, verifica-se que relativamente ao pH e aos sólidos suspensos não existe problema, podendo encarar-se a hipótese de reciclagem directa. No entanto, no que respeita à carga orgânica das águas de lavagem do sistema de ultrafiltração do queijo fresco de longa duração, constata-se que esta não poderia ser utilizada novamente, uma vez que apresenta valores elevados de CQO. Para a sua reutilização, será necessário remover a CQO, hipótese que se estudou com resultados positivos. Verificou-se que, um tratamento por adsorção em carvão activado precedido de microfiltração, reduz a CQO de forma significativa permitindo admitir a hipótese de reciclagem da água, nomeadamente para as 1ª e 3ª águas de lavagem. As outras águas teriam necessidade de mais tempo de contacto com o carvão activado. No sentido de avaliar o funcionamento da ETARI, foram analisadas várias correntes da mesma, em particular a do efluente final, no que respeita a parâmetros como: pH, Sólidos Suspensos Totais, Carência Química de Oxigénio, Carência Bioquímica de Oxigénio, Turvação, Nitratos, Fósforo Total, Azoto Kjeldalh, Azoto Amoniacal e Cloretos. Observou-se que os valores para o efluente final da ETARI são os seguintes: pH compreendido entre [7,21 – 8,69], SST entre [65,3 – 3110] mg/L, CQO entre [92,5 – 711,5] mg/L, CBO5 entre [58 – 161] mg/L, NO3- entre [10,8 – 106,7] mg/L, fósforo total entre [8,3 – 64,3] mg/L, turvação entre [67,7 – 733,3] FTU e cloretos entre [459,9 – 619,81] mg/L; pode-se dizer que os parâmetros analisados se encontram quase sempre dentro da gama de valores impostos pela Câmara Municipal de Lamego pelo que o efluente pode ser lançado no Colector Municipal de Cambres. Relativamente à fermentação alcoólica do soro de queijo, verifica-se que a levedura Kluyveromyces Marxianus consegue degradar praticamente todo o açúcar presente no permeado produzindo assim uma quantidade razoável de etanol. Quando se utilizou a levedura Saccharomyces Cerevisiae, a produção de etanol foi muito reduzida, como esperado, dado que esta levedura apresenta dificuldades na metabolização da lactose. Constatou-se assim que a melhor levedura para a fermentação do permeado do soro de queijo é a Kluyveromyces Marxianus, estimando-se em 150 mg a produção de etanol por L de soro.

Estudo de co-digestão anaeróbia de lamas domésticas com o efluente da indústria da fermentação da levedura do pão da empresa Mauri fermentos

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Estudo de ampliação de capacidade de ETAR e integração de uma etapa anaeróbia - caso de estudo da ETAR de Fervença

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Engenharia Sanitária, Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Efeitos de pré-tratamentos térmicos na digestão anaeróbia termófila de resíduos de casca de batata

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Estudo da variação temporal da presença de estrógenos em duas ETE do Estado de São Paulo

Pós-graduação em Química - IQ

Biodigestores: uma alternativa para reduzir a contaminação das águas pelo esgoto

O problema da contaminação dos rios, córregos e mananciais por desejos sempre foi e continua sendo um problema atual na maioria das comunidades rurais. Uma alternativa para este problema é a criação de um sistema alternativo que visa minimizar ou até eliminar o despejo de dejetos orgânicos em fontes de recursos hídricos. Logo, este trabalho visa à implantação de um Biodigestor anaeróbio que seja de fácil construção e operação como alternativa para o destino final dos dejetos domiciliares.

Avaliação do desempenho anaeróbio de atletas de rugby em cadeira de rodas = : Anaerobic performance evaluation of wheelchair rugby athletes

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Utilização de redes neuronais artificiais na gestão de processos de digestão anaeróbia

Numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), a otimização do processo de Digestão Anaeróbia (DA) é fundamental para o aumento da produção de biogás, que por sua vez é convertido em energia, essencial para a rentabilidade de exploração de ETAR. No entanto, a complexidade do processo de Digestão Anaeróbia das lamas constitui um obstáculo à sua otimização. Com este trabalho pretende-se efetuar a análise e tratamento de dados de Digestão Anaeróbia, com recurso a Redes Neuronais Artificiais (RNA), contribuindo, desta forma, para a compreensão do processo e do impacto de algumas variáveis na produção de biogás. As Redes Neuronais Artificiais são modelos matemáticos computacionais inspirados no funcionamento do cérebro humano, com capacidade para entender relações complexas num determinado conjunto de dados, motivo por que se optou pela sua utilização na procura de soluções que permitem predizer o comportamento de uma DA. Para o desenvolvimento das RNA utilizou-se o programa NeuralToolsTM da PalisadeTM. Como caso de estudo, a metodologia foi aplicada ao Digestor A da ETAR Sul da SIMRIA, empresa onde teve lugar o estágio curricular que originou o presente trabalho. Nesse contexto, utilizaram-se dados com informação referente aos últimos dois anos de funcionamento do digestor, disponíveis na empresa. Apesar de se terem verificado certas limitações, na predição em alguns casos particulares, de um modo geral, considera-se que os resultados obtidos permitiram concluir que as redes neuronais modeladas apresentam boa capacidade de generalização na imitação do processo anaeróbio. Conclui-se, portanto, que o estudo realizado pode constituir um contributo com interesse para a otimização da produção do biogás na DA de ETAR Sul da SIMRIA e que a utilização de RNA poderá ser uma ferramenta a explorar, quer nessa área, quer noutras áreas de gestão de sistemas de saneamento básico.

Limiar anaeróbio detectado pela "análise da curva-V" na cardiopatia chagásica crônica

O limiar anaeróbio (LA) medido pela análise da curva-V é a melhor medida da reserva funcional na insuficiência cardíaca e conseqüentemente a medida que melhor retrata o grau de comprometimento cardíaco. No presente trabalho foram estudados 28 pacientes (18 homens; idade média de 47 ± 6,7 anos) com sorologia positiva para a doença de Chagas, com graus variáveis de comprometimento cardíaco segundo a classificação de Los Andes e sem outras doenças associadas. A análise de variância mostrou que o LA dos pacientes do grupo IA (ECG e ventriculograma no ECO normal) é significativamente mais altos do que o valor observado nos demais grupos (p = 0,001). Enquanto o teste de comparações múltiplas de Tukey revelou que as médias do LA nos pacientes dos grupos IB, II e III (IB:ECG normal; ventriculograma no ECO anormal; II: ECG e venticulograma no ECO anormal sem ICC e III com ICC) não diferem significativamente entre si. O presente estudo demonstra que a ocorrência de alterações ventriculográficas iniciais já se associa a significativa redução da reserva cardiopulmonar e este comprometimento é progressivo e paralelo ao grau de comprometimento hemodinâmico cardíaco. A causa mais provável da redução do LA no grupo IB é a disfunção diastólica constatada ao ecocardiograma.

Tratamento anaeróbio de esgoto e sua eficiência na redução da viabilidade de ovos de helmintos

O presente trabalho tem como objetivo determinar a prevalência e a viabilidade de ovos e larvas de helmintos e cistos de protozoários presentes em biossólido e em esgoto submetido ao tratamento anaeróbio em estações de tratamento de esgoto onde são empregados reatores anaeróbios de lodo fluidizado (RALF), na região metropolitana de Curitiba, Paraná. Os parasitos presentes no esgoto e no lodo foram helmintos: Ascaris sp (85%), Toxocara sp (5,5%), Trichuris sp (4,5%), Hymenolepis diminuta (3,7%), H. nana (1%) e Taenia sp (0,4%), Protozoários: Isospora sp, Entamoeba coli, Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Endolimax nana. Houve diferença significativa quanto ao número de ovos viáveis de helmintos presentes no material de quatro estações estudadas. A redução da viabilidade dos ovos de helmintos variou de 59,7 a 93%. No tratamento biológico baseado na digestão anaeróbia a eficácia depende do tempo e da temperatura. Novos tratamentos higienizantes são necessários para a utilização do lodo produzido por digestão anaeróbia na reciclagem em agricultura ou para outros objetivos visando reduzir o risco para saúde humana e animal.

Métodos para identificar o limiar anaeróbio em indivíduos com diabete tipo 2 e em indivíduos não-diabéticos

FUNDAMENTO: Apesar de o limiar anaeróbio (LAn) ser utilizado na avaliação funcional de diferentes populações, estudos comparando métodos para sua identificação em diabéticos tipo-2 tem sido pouco realizados. OBJETIVO: Comparar protocolos de identificação do LAn em indivíduos diabéticos tipo 2 e em não-diabéticos, e analisar respostas relacionadas ao equilíbrio ácido-básico em intensidades relativas ao LAn. MÉTODOS: Diabéticos tipo 2 (n=10; 54,5±9,5 anos; 30,1±5,0 kg/m²) e jovens não-diabéticos (n=10; 36,6±12,8 anos; 23,9±5,0 kg/m²) realizaram teste incremental (TI) em ciclo ergômetro. O aumento desproporcional no equivalente ventilatório de oxigênio (VE/VO2) e lactatemia ([lac]) identificaram intensidades (Watts-W) correspondentes aos limiares ventilatório (LV) e de lactato (LL), respectivamente. A intensidade correspondente à menor glicemia ([glic]) foi considerada limiar glicêmico individual (LGI). O LAn também foi determinado por ajuste polinomial das razões VE/Watts (LV VE/W) e [lac]/Watts (LL[lac]/W), as quais identificaram intensidades acima das quais um aumento desproporcional na VE e [lac] ocorreram. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças entre LL, LV, LG, LL[lac]/W e LV VE/W em diabéticos (85,0±32,1; 88,0±31,7; 86,0±33,8; 82,0±20,9 e 90,2±22,2W) e não-diabéticos (139,0±39,0; 133,0±42,7; 140,8±36,4; 122,7±44,3 e 133,0±39,1W). Contudo os valores de LAn diferiram significativamente entre grupos (p<0.001). A técnica de Bland-Altman confirmou concordância entre os protocolos. Reduções significativas no pH e pCO2 em paralelo a um aumento na [lac], pO2 e VE foram observadas em intensidades supra limiares. CONCLUSÃO: Os protocolos apresentaram, para ambos os grupos estudados, concordância na identificação do LAn, que se mostrou como uma intensidade de exercício acima da qual ocorre perda de equilíbrio ácido-básico.

Precisão da medida do limiar anaeróbio por meio do calorímetro portátil

FUNDAMENTO: Muitos métodos são empregados para determinar o Limiar Anaeróbio (LAn) por meio de ergoespirômetros sofisticados. OBJETIVO: Testar a variação no LAn, detectado por modelos matemáticos e de inspeção visual, quando empregado ergoespirômetro de baixo custo e destinado à aplicação clínica. MÉTODOS: Foram voluntários para esse estudo 79 indivíduos aparentemente saudáveis; desses, 57 homens. O VO2máx e o limiar ventilatório foram determinados por calorimetria indireta de circuito aberto. O método eletroenzimático foi empregado para análise da lactacidemia e determinação direta do limiar de lactato (LL). O LAn foi determinado por dois métodos matemáticos (MM SQR e MMslope), baseados nas trocas gasosas, e pelo método de inspeção visual do log-log, para determinação do LL. Dois pesquisadores independentes determinaram o LAn através da inspeção visual de três gráficos, considerando dois métodos (LAn-a= V-slope, EqV; e LAn-b = V-slope, EqV e ExCO2). Os dados foram analisados por meio da estatística paramétrica para determinação das diferenças entre LAn-a versus ExCO2, MM SQR e MMslope; LAn-b versus MM SQR e MMslope; e LL versus LAn-a, LAN-b, MM SQR e MMslope. RESULTADOS: O MMslope foi o único método que apresentou diferença significativa entre o LAn-a e LAn-b (p=0,001), com CV% >15. O LL versus MMslope não apresentou diferença significativa (p=0,274), contudo, observou-se um elevado CV (24%). CONCLUSÃO: Conclui-se que com o equipamento de baixo custo os métodos MM SQR e LAn-a podem ser utilizados para a determinação do LAn. O método MMslope não apresentou precisão satisfatória para ser empregado com esses equipamentos.

Atributos do solo e crescimento do milho decorrentes da adição de lodo anaeróbio da estação de tratamento de efluentes da parboilização do arroz

O resíduo do processo de parboilização do arroz apresenta alta quantidade de elementos como N e P, dentre outros, que, uma vez incorporados ao solo, poderão servir como fonte de nutrientes. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou alguns atributos de um Argissolo, a produção de massa seca e o estado nutricional do milho cultivado após a adição de lodo anaeróbio originado do processo de parboilização do arroz. O experimento foi instalado em vasos com capacidade para 4,0 kg de solo e com quatro repetições. Foram estudados os seguintes tratamentos: testemunha; adubação NPK; 2,15, 4,31, 8,62, 12,93, e 17,24 g kg-1 de lodo (base seca) no solo. A aplicação de lodo aumentou o rendimento de matéria seca do milho, assim como os valores de pH, condutividade elétrica e os teores de N, P, K e Na do solo. As doses de lodo aumentaram também os teores de N, P e K e diminuíram os de Ca e Mg, da parte aérea do milho.