The role of subsidy in ensuring the sustainability of small-scale anaerobic digesters in Odisha, India

Small-scale anaerobic digester installation has been a development objective of the Indian government to provide rural households clean fuel. Anaerobic digester installation is heavily subsidised. Depending on caste, the rate of subsidy offered for the smallest system available (1m3) varies between 32.35% and 41.18% of the total installation price. Yet, there are gaps in knowledge regarding the usefulness of such subsidies from a sustainability perspective. A cost-benefit analysis was conducted to evaluate the circumstances required for digester sustainability. The analysis used household data collected from 115 cattle owning households in Odisha, India to evaluate profitability at three levels of subsidy (none, General caste subsidy, and Schedule Caste/Schedule Tribe subsidy). Additional analyses considered the effect of; taking a loan, replacing electric lighting with biogas lighting, and the wealth level of the household. The results indicated that access to subsidy improved profitability. Yet, profitability could be achieved without the use of subsidy. The level of benefit accrued by households was similar independent of wealth. However, the provision of subsidy was essential for ensuring profitability for those households required to take a loan to meet the expense of installation. Such findings highlight the importance of subsidy as a means of including the poor.

Methane conversion reactions on Ni catalysts promoted with Rh: Influence of support

Ni catalysts supported on gamma-Al(2)O(3) and Mg(Al)O were prepared with and without Rh as a promoter and tested in the reforming of methane in the presence of excess methane, simulating a model biogas. The effects of adding synthetic air on the methane conversion and the formation of carbon were assessed. The catalysts were characterized by X-ray spectroscopy (EDS), surface area (BET), X-ray diffraction (XRD), Temperature-programmed reduction (TPR), X-ray absorption near-edge structure (XANES) and XPD. The results showed that in catalysts without Rh, the Ni interacts strongly with the supports, showing high reduction temperatures in TPR tests. The addition of Rh increased the amount of reducible Ni and facilitated the reduction of the species interacting strongly with the support. In the catalytic tests, the samples promoted with Rh suffered higher carbon deposition. The in situ XPD suggested that on the support gamma-Al(2)O(3), the presence of Rh probably led to a segregation of Ni species with time on stream, leading to carbon deposition. On the support MgAlO, the presence of Rh improved the dispersion of Ni, by reducing the Ni(0) crystallite size, suggesting that in this case the carbon deposition was due to a favoring of CH(4) decomposition by Rh. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biogás no estado de São Paulo: novo potencial em um mercado restringido

O trabalho tem como objetivo apresentar o aproveitamento de biogás de aterros como uma alternativa potencial à utilização de gás natural no Estado de São Paulo. O trabalho descreve a produção de biogás e os principais desafios para levar o produto final ao mercado. São descritos os benefícios, tanto econômicos e energéticos quanto ambientais, do aproveitamento de um recurso que é geralmente esquecido. O trabalho analisará o perfil da produção de biogás de aterros no Brasil e como a regulação interage com uma indústria que em grande parte é nova. O trabalho propõe umas ideias a respeito de fontes de verbas para novos projetos, além de analisar algumas experiências internacionais. Utilizando teoria econômica, o trabalho tentará mostrar como esta fonte de energia poderia ser introduzida no mercado, mesmo sob condições econômicas desafiadoras.

Anaerobic bio-digestion of concentrate obtained in the process of ultra filtration of effluents from tilapia processing unit

The objective of the present study was to evaluate the efficiency of the process of biodigestion of the protein concentrate resulting from the ultrafiltration of the effluent from a slaughterhouse freezer of Nile tilapia. Bench digesters were used with excrements and water (control) in comparison with a mixture of cattle manure and effluent from the stages of filleting and bleeding of tilapias. The effluent obtained in the continuous process (bleeding + filleting) was the one with highest accumulated population from the 37th day, as well as greatest daily production. Gases composition did not differ between the protein concentrates, but the gas obtained with the use of the effluent from the filleting stage presented highest methane gas average (78.05%) in comparison with those obtained in the bleeding stage (69.95%) and in the continuous process (70.02%) or by the control method (68.59%).

Anaerobic biodigestion of pigs feces in the initial, growing and finishing stages fed with diets formulated with corn or sorghum

Objetivou-se avaliar a produção e a qualidade do biogás e do biofertilizante obtidos em biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, nas fases inicial, crescimento e terminação, alimentados com dietas formuladas à base de milho ou sorgo. Foram utilizados 20 biodigestores de bancada, com tempo de retenção hidráulica de 30 dias, e cargas diárias que continham 4,0 a 6,0% de sólidos totais (ST) e 3,6 a 5,2% de sólidos voláteis (SV). Nos efluentes dos biodigestores, foram verificados teores médios de ST variando de 1,6 a 2,0% e de SV entre 1,2 e 1,6%. As reduções médias de ST foram de 57,7 a 64,7% e de SV de 61,7 a 69,0%, sendo que houve diferença somente na fase de terminação, na qual as maiores reduções médias foram para biodigestores abastecidos com dejetos de animais alimentados com dietas à base de milho. Nos biodigestores abastecidos com dejetos de animais em fase inicial e de crescimento, alimentados com dietas formuladas à base de milho, foram verificadas maiores produções médias de biogás e os maiores potenciais médios de produção de biogás. Os potenciais médios obtidos foram 0,033; 0,181; 0,685; 0,788 e 1,132 m³ por kg de afluente, estrume, ST adicionados, SV adicionados e SV reduzidos, respectivamente. Não foram verificadas diferenças quanto ao teor médio de metano no biogás entre dietas e fases. As concentrações médias dos nutrientes N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn e Cu no afluente e efluente dos biodigestores variaram entre as dietas e fases.

Biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen alimentados com dietas com diferentes proporções volumoso e concentrado

Avaliaram-se os efeitos da idade do animal e da proporção de volumoso nas dietas sobre a biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen. Foram utilizadas as fezes produzidas por cabritos Saanen aos 90, 120 e 150 dias de idade e alimentados com dietas de três relações volumoso:concentrado (80:20, 60:40 e 40:60), representando as dietas 1, 2 e 3, respectivamente. Utilizaram-se biodigestores tipo batelada de bancada com capacidade para 12 litros de substrato em fermentação e 8% de sólidos totais iniciais para determinação das produções e dos potenciais de produção de biogás e metano, da redução de sólidos voláteis e quantificação dos teores de minerais no afluente e efluente. As maiores reduções de sólidos voláteis foram observadas nos substratos preparados com as fezes de cabritos aos 150 dias alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado de 40:60. Os melhores rendimentos de substrato ou fezes foram obtidos com os dejetos dos cabritos de 120 e 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. As maiores concentrações de minerais nos biodigestores foram observadas para as fezes de cabritos de 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. A biodigestão anaeróbia é eficiente na remoção de coliformes nos dejetos de caprinos, proporcionando efluentes com no máximo 4,3 × 10² coliformes totais termotolerantes por grama de material.

Biodigestão anaeróbia dos dejetos da bovinocultura de corte: influência do período, do genótipo e da dieta

Objetivou-se com este estudo identificar possíveis alterações na composição e no processo de biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos por bovinos Canchim e Nelore em diferentes períodos do confinamento e alimentados com diferentes proporções de volumoso e concentrado. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial com parcela subdividida no tempo. As parcelas foram compostas por quatro tratamentos: dejetos provenientes de duas dietas (40% de volumoso e 60% de concentrado e 60% de volumoso e 40% de concentrado) e dois genótipos (Canchim e Nelore) e as subparcelas pelos três períodos de colheita dos resíduos (início, meio e final). A eficiência do processo de biodigestão foi avaliada pelas reduções de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV), número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes, demanda química e bioquímica de oxigênio, além da produção e dos potenciais de produção de biogás e metano. Não houve efeito do genótipo nem do período sobre a composição dos dejetos, no entanto o aumento da proporção de volumoso na dieta levou a menor eficiência do processo, pois foi observado aumento de 26,31% no volume de metano produzido na dieta com 60% de concentrado com relação à dieta com 40%, de concentrado. Também foram observadas importantes reduções no NMP de coliformes totais e termotolerantes ao final do processo, independentemente do tratamento testado.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de caprinos obtidos nas diferentes estações do ano

Foram utilizados dejetos produzidos por caprinos, em diferentes estádios fisiológicos e submetidos ao mesmo regime alimentar, nas quatro estações do ano. O objetivo foi avaliar o efeito das estações do ano sobre a digestão anaeróbia de resíduos de caprinos em biodigestores modelo batelada com volume útil de 60 L de substrato em fermentação e mantidos sob temperatura ambiente. Foram avaliadas as produções de biogás, as reduções de sólidos voláteis (SV), os potenciais de produção (m³ de biogás/kg de substrato, de estrume, de sólidos totais (ST) ou sólidos voláteis), os números mais prováveis de coliformes totais e fecais, e a composição do biogás. As reduções de SV foram de 38; 34; 33 e 39% para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente. Os totais de biogás produzidos foram de 1,06 m³ no verão, 0,88 m³ no outono, 0,88 m³ no inverno e 0,99 m³ na primavera, e os potenciais de produção médios foram de 0,02 m³ de biogás/kg de substrato e 0,2 m³ de biogás/kg de estrume para todas as estações. As reduções médias de coliformes totais e fecais foram de 99,99% em todas as estações, e os teores máximos de CH4 no biogás foram 88,3; 84,6; 80,6 e 79,2%, para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente.

Desempenho de um aquecedor de água a biogás

Estudos foram desenvolvidos para dimensionar e adaptar o injetor do queimador principal de um aquecedor de água tipo acumulação de 75 L. O diâmetro do injetor foi redimensionado em função da pressão de serviço de 100 mm H2O e poder calorífico inferior do biogás de 21.600 kJ m-3 n, garantindo a manutenção da potência calorífica do equipamento de 20.900 kJ h-1. Os resultados demonstraram que o queimador adaptado operou com biogás adequadamente, com chama estável. A eficiência média do aquecedor foi de 68%, para ganho térmico de 36,7 ºC, correspondendo à temperatura final da água igual a 62,7 ºC, sendo consumido 0,796 m³n de biogás, aquecendo 75 L de água em 72 minutos.

Parâmetros de dimensionamento para biodigestores batelada operados com dejetos de vacas leiteiras com e sem uso de inóculo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Biodigestão anaeróbia de dejetos de bovinos leiteiros submetidos a diferentes tempos de retenção hidráulica

Utilizando-se biodigestores contínuos, abastecidos com dejetos de bovinos leiteiros e operados sob três tempos de retenção hidráulica, avaliou-se o efeito do processo de digestão anaeróbia sobre o número de microrganismos indicadores de poluição fecal, sobre a ocorrência de ovos e larvas de helmintos parasitas de ruminantes, analisando-se também os teores de sólidos totais e voláteis do afluente e dos efluentes, bem como a produção e a qualidade do biogás produzido. Verificou-se que vinte dias de retenção hidráulica foram suficientes para reduzir significativamente o número de microorganismos indicadores de poluição fecal e a quantidade de ovos de helmintos parasitas de ruminantes. Os resultados obtidos nas análises de sólidos totais e voláteis, bem como a produção de biogás (m³/dia), permitem concluir que o biodigestor modelo Chinês operado com 20 dias de tempo de retenção hidráulica, apresentou mais eficiência. Vale ressaltar que vinte dias de retenção foram insuficientes para impedir a sobrevivência de larvas de helmintos parasitas de ruminantes.

Efeito da fonte protéica e do processamento físico do concentrado sobre a terminação de bovinos jovens confinados e o impacto ambiental dos dejetos

O objetivo nesta pesquisa foi avaliar o efeito de dois ingredientes protéicos da dieta (farelo de soja e de algodão) e de dois processamentos físicos do concentrado (farelado e extrusado) na terminação de 16 bovinos machos não-castrados da raça Canchim. Avaliaram-se ainda a excreção de nutrientes nos dejetos e o potencial de produção de biogás. Os animais tinham 12 meses de idade e 315 kg PC, em média, e foram confinados em baias individuais durante 147 dias (os primeiros 35 dias foram de adaptação). Como volumoso utilizou-se silagem de milho, em uma relação volumoso:concentrado de 50:50, com base na MS. Os resultados foram analisados em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 × 2 (fonte protéica × processamento físico). A fonte protéica influenciou o ganho de peso corporal (1,50 e 1,35 kg/dia para o farelo de soja e de algodão, respectivamente), a conversão alimentar (4,73 e 5,31 kg MS ingerida/kg de ganho de peso, respectivamente) e a eficiência protéica (1,78 e 1,59 kg de ganho de peso/kg PB ingerida, respectivamente). O tratamento físico do concentrado e a fonte protéica não influenciaram a ingestão de MS, a área de olho-de-lombo e a espessura de gordura, estimadas por ultra-som. O balanço de nutrientes foi semelhante entre tratamentos para MS, FDN e FDA, mas a fonte protéica determinou diferenças no balanço de PB. Entre os macro e microminerais quantificados nas fezes, os teores de P e Mg diferiram entre as fontes protéicas e a extrusão aumentou o conteúdo de Ca, com médias de 0,39 e 0,43 g/100 g de MS de dejetos, respectivamente, para os concentrados farelado e extrusado. Os dejetos produziram biogás de maneira efetiva entre o 70º e o 200º dia.