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dc.contributor.authorAlmeida, Marina da Costa Ribeiro de
dc.date.accessioned2022-03-08T19:56:54Z
dc.date.available2022-03-08T19:56:54Z
dc.date.issued2020-04-17
dc.identifier.citationALMEIDA, Marina da Costa Ribeiro de. Efeito da taxa de aeração, da proporção mássica e da umidade da matriz inicial no processo de biossecagem de lodo anaeróbio. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15678.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15678
dc.description.abstractBiodrying is a novel technology that uses dewatered sewage sludge to generate energy. Microbial metabolic heat, which is produced during aerobic degradation of organic matter, and forced aeration turn the sludge into biofuel by removing moisture content. The treatment process is affected by the following characteristics: the number of microorganisms within the matrix, oxygen content, moisture content, and nutrient availability in the substrate, and the performance of the operational procedures. The initial biodrying matrix comprises sewage sludge and bulking agents (sawdust and feed), which operate in structuring, nutrition, and moisture content correction. The goal of this study was to analyze the biodrying treatment processes and operations as well as to evaluate the influence of aeration rate, mass ratio, and moisture content in the initial matrix. Bibliometric analysis and papers study drove the arrangements and analysis processes. Eight biodrying trials were carried out in the laboratory on different durations (16, 20, and 24 days). Trials 1, 2, 7, and 8 contained both sludge and bulking agents, while trials 3, 4, 5, and 6 had only bulking agents. The biodrying matrix was mixed manually in Trials 1 and 2 every four days and in the others trials according to the temperature decrease. Forced aeration was continuous (constant or variable) in all trials. The continuous and constant aeration rate for Trials 1 and 2 was 1 L.min-1.kgTS-1; for Trials 5, 7, and 8 was 2 L.min-1.kgTS-1; and for Trial 6 was 3 L.min-1.kgTS-1. The aeration rate (continuous and variable) for Trials 3 and 4 was 1 and 2 L.min-1.kgTS-1, respectively. Both aeration rates were raised to 3 L.min-1.kgTS-1 on day 20. On day 22, the rates were raised again to 4 L.min-1.kgTS-1. It was found that anaerobic sludge dewatered in a mechanical system has a low Lower Heating Value (LHV) on a wet basis (845 kJ.kg-1), thus requiring treatment processes such as biodrying to enable its energy use. Trials 7 and 8 achieved the most efficient results, reaching the thermophilic phase, reducing the moisture content from 62.33 and 61.48% to 46.73 and 29.36%, and reducing the mass by 48.47 and 60.09%, respectively. Trial 8 achieved the lowest moisture content and the highest LHV on a wet basis (10,083 kJ.kg-1), making it the most feasible condition for energy use. In conclusion, the initial matrix moisture content around 60%, aeration rate greater than or equal to 2.0 L.min-1.kgTS-1, and mass proportion of 6:1:5 (sludge:sawdust:feed) present better results involving temperature range and reduction of mass and moisture content, and therefore sewage sludge energy use.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectBiossecagempor
dc.subjectLodo de esgotopor
dc.subjectProporção mássicapor
dc.subjectTaxa de aeraçãopor
dc.subjectUmidade da matrizpor
dc.subjectBiodryingeng
dc.subjectSewage sludgeeng
dc.subjectMatrix ratioeng
dc.subjectAeration rateeng
dc.subjectMoisture contenteng
dc.titleEfeito da taxa de aeração, da proporção mássica e da umidade da matriz inicial no processo de biossecagem de lodo anaeróbiopor
dc.title.alternativeEffect of aeration rate, mass ratio, and initial matrix moisture content on anaerobic sewage sludge biodryingeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Achon, Cali Laguna
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0307406069325793por
dc.contributor.advisor-co1Reis, Renan Felicio dos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1840510720475585por
dc.description.resumoA biossecagem (biodrying) é uma tecnologia que visa o aproveitamento energético do lodo de esgoto, transformando-o em biocombustível, removendo sua umidade por meio do calor metabólico microbiano, gerado durante a degradação aeróbia da matéria orgânica, e da aeração forçada. A biossecagem é influenciada pelas características e quantidades de microrganismos presentes na matriz, assim como pelas características do meio: oxigênio, umidade e disponibilidade de nutrientes, e pelos procedimentos operacionais. A matriz inicial da biossecagem é composta por lodo de esgoto e por bulking agents, que tem como função estruturar a matriz, ser fonte de nutrientes e corrigir a umidade da matriz inicial. O objetivo deste trabalho foi analisar os processos e as operações que envolvem a biossecagem do lodo anaeróbio e avaliar a influência da taxa de aeração, da proporção mássica e da umidade da matriz inicial no processo de biossecagem. Para isso foi realizada uma análise bibliométrica e o estudo dos artigos, que culminou na sistematização e na análise dos processos e das operações que envolvem a biossecagem do lodo de esgoto. Além disso, foram realizados oito ensaios de biossecagem em laboratório com durações de 16, 20 e 24 dias. A aeração forçada foi contínua (constante ou variável) em todos os ensaios. A taxa de aeração contínua e constante dos Ensaios 1 e 2 foi de 1 L.min-1.kgST-1, dos Ensaios 5, 7 e 8 foi de 2 L.min-1.kgST-1 e do Ensaio 6 foi de 3 L.min-1.kgST-1. A taxa de aeração dos Ensaios 3 e 4 foi contínua e variável, sendo de, respectivamente, 1 e 2 L.min-1.kgST-1 no início do ensaio até o 20° dia, quando ambas taxas foram aumentadas para 3 L.min-1.kgST-1 e no 22° dia aumentou-se novamente as taxas para 4 L.min-1.kgST-1. A matriz inicial da série de quatro ensaios com lodo (ensaios 1, 2, 7 e 8) foi composta por lodo e bulking agents (serragem e ração) e a matriz da série dos quatros ensaios sem lodo (ensaios 3, 4, 5 a 6) foram compostas apenas por serragem e ração. O revolvimento da matriz foi feito manualmente; nos Ensaios 1 e 2 a cada 4 dias e nos demais ensaios de acordo com a evolução da temperatura. Verificou-se que lodo anaeróbio desaguado em sistema mecânico possui baixo poder calorífico inferior (PCI) na base úmida (845 kJ.kg-1), sendo necessário processos, como a biossecagem, para viabilizar seu uso energético. Os ensaios 7 e 8 obtiveram os melhores resultados, atingindo a fase termofílica, reduzindo a umidade de 62,33 e 61,48% para 46,73 e 29,36% e reduzindo a massa em 48,47 e 60,09%, respectivamente. O produto do Ensaio 8 resultou em menor umidade e maior poder calorífico (PCI b.u. de 10.083 kJ.kg-1), sendo que este resíduo biosseco foi considerado mais viável para o uso energético. Dessa forma, concluiu-se que valores de umidade da matriz inicial próximos a 60%, taxa de aeração superiores ou iguais a 2,0 L.min-1.kgST-1 e proporção mássica de 6:1:5 (lodo:serragem:ração) apresentarem resultados melhores em termos de elevação de temperatura e redução de massa e de umidade.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Urbana - PPGEUpor
dc.subject.cnpqENGENHARIASpor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3474601761121274por


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