Com a estrutura de bancada e os reatores montados e operantes, realizou-se, nas primeiras 6 horas, medições a cada duas horas; na primeira semana, três vezes ao dia e no restante do período do experimento, duas vezes ao dia.
Nas medições periódicas foram monitorados: a temperatura ambiente, a temperatura de cada banho termostatizado e a produção volumétrica de gás metano. O procedimento de medição consistiu em isolar cada frasco gasômetro com grampos, transferir o volume de solução de hidróxido de sódio (solução alcalina) para uma proveta, medindo o volume excedente ao volume de referência, que equivale ao volume de gás metano produzido. Nesta rotina estavam incluídas eventuais recargas de gasômetros e de água no banho termostatizado. Tomou-se o cuidado de conferir se todas as tubulações encontravam-se submersas no Erlenmeyer. Os dados e observações foram anotados em uma tabela (Apêndice 1).
45 mais em condições termofílicas. Sendo assim, foram adotados para os cálculos os dados até o dia em questão, totalizando 675 horas e 30 min de reação.
Nota-se a existência da atividade microbiológica ao calcular a redução em sólidos voláteis (RSV) a partir da Eq.19 (RODRIGUEZ, 2011). Parâmetro que auxilia na estimação da biodegradabilidade do substrato.
A RSV deve ser interpretada com atenção, visto que quando a matéria orgânica é degradada a SV diminui. Porém, há também a produção de nova massa de microrganismos que aumenta SV. No entanto, a SV predominantemente diminui devido ao fato de os microrganismos metanogênicos apresentarem um crescimento lento.
As eficiências na remoção de SV foram de 23,2% 37,8% 19,5% para as relações 1:1, 0,7:1 e 0,4:1, respectivamente, próximo aos valores publicados por Rodrigues, 2011.
Foi verificado um pico de rentabilidade em remoção de SV para a relação A/M a 0,7:1, apontando esta relação como sendo próxima de um ideal para potencialização da degradação de SV. A amostra testemunha, que continha apenas o inóculo, apresentou uma pequena remoção de SV o que significa que a fração exógena foi degradada e possivelmente também a endógena.
A Figura 10 exibe o perfil de desempenho dos reatores testados.
46 Figura 10 - Dinâmica da concentração média de sólidos totais voláteis em cada reator no início e no final do experimento.
Foi observado que os reatores apresentaram baixas taxas de remoção de DQO, isto ocorre devido ao fato de o substrato ser de um resíduo de difícil biodegradabilidade, com células vegetais das quais a presença de parede celular torna difícil a degradação (ANGELIDAKI et al., 2009).
Os dados brutos de volumes acumulados de metano foram corrigidos para condições secas e nas CNTP, estes dados acumulados podem ser observados na Figura 11.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
A/M=1:1 A/M=0,7:1 A/M=0,4:1
C o n ce n tr a çã o S V [ m g /L ] Ensaios Entrada Saída Inicio Final
47 Figura 11 – Produção acumulada de biogás para cada relação A/M.
O reator 1:1 teve uma produção de biogás acumulado semelhante ao de 0,4:1, porém o seu rendimento (mLCH4/gDQOadicionada) foi quase três vezes menor que o de
0,4:1. Isto é, no reator 0,4:1 o substrato seguiu à metanogênese mais facilmente que no reator 1:1. O reator 0,7:1 apresentou maior atividade fermentativa e menor atividade metanogênica, ou seja, nem todos os substratos da hidrólise, acidogênese e acetogênse foram convertidos em metano. Desta forma, para valores semelhantes de degradação de carga orgânica (DQO), houve menor produção do gás. O SV que o reator 0,7:1 degradou (37,8%) provavelmente só fez liberar ácidos orgânicos que não seguiram a metanogênese.
Dessa maneira, para um TDH de 28 dias a carga orgânica deve ser baixa a fim de proporcionar tempo para os microrganismos fazerem hidrólise desse material de difícil biodegradabilidade e depois haver fermentação de ácidos e finalmente a metanogênese. 0 20 40 60 80 100 120 140 0 200 400 600 V o lu m e d e m e ta n o a cu m u la d o s e co n a s C N T P [ m L] Tempo [h] A/M 1:1 A/M 0,7:1 A/M 0,4:1
50 (QUADROS et al., 2010) e que a produção de metano é 0,0624 Nm³/kg de esterco, seriam necessários 93 kg de esterco diários para suprir esta demanda.
Uma massa 93 kg de esterco diários corresponde a 186 ovinos, ou seja, um criatório de médio porte.
51 5 CONCLUSÕES
Para os 28 dias de tempo de detenção hidráulico estudados, o reator com relação A/M 0,4:1 apresentou um desempenho mais satisfatório para a produção de bio-metano, pois os 8% de degradação da DQO ou os 19% de SV foram convertidos com maior integralidade em metano. Nos demais reatores tiveram- se maiores degradações do substrato, porém os subprodutos do substrato permaneceram ainda no reator, isto é, não foram convertidos a metano. O reator com relação A/M 1:1 teve uma produção de biogás acumulado semelhante ao de relação A/M 0,4:1, porém o seu rendimento (mLCH4/gDQOadicionada) foi
muito menor que o de relação A/M 0,4:1. Isto é, no reator 0,4:1 o substrato segue à metanogênese mais facilmente que no reator com relação A/M 1:1, por consequência, é vantajoso que o biodigestor opere a uma carga orgânica volumétrica de esterco ovino baixa a fim de proporcionar tempo para os microrganismos fazerem hidrólise, fermentação de ácidos e finalmente a metanogênese.
52 6 RECOMENDAÇÕES
Devido a característica observada de o esterco ovino apresentar estrutura fibrosa e matéria vegetal em sua composição, sua velocidade de degradação é mais lenta. Assim sugere-se a adoções de TDH maiores para este tipo de biomassa.
Com o objetivo de aproximar-se das condições reais de operação de biodigestores no estado de Santa Catarina, é interessante realizar o experimento em condições mesofílicas.
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