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Análise do desempenho do digestor anaeróbio de lamas da ETAR do Sousa
| dc.contributor.advisor | Figueiredo, Sónia Adriana Ribeiro da Cunha | |
| dc.contributor.author | Babo, Mariana Prazeres de | |
| dc.date.accessioned | 2022-11-28T16:35:37Z | |
| dc.date.available | 2023-07-18T00:32:13Z | |
| dc.date.issued | 2022 | |
| dc.description.abstract | O estágio curricular realizado na Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) do Sousa, no âmbito da dissertação de Mestrado no ramo de Tecnologias de Proteção Ambiental, do curso Engenharia Química, do Instituto Superior de Engenharia do Porto, teve a duração de setembro de 2021 a junho de 2022. O trabalho desenvolvido teve como objetivos principais a compreensão do funcionamento de uma ETAR, os objetivos de qualidade da água residual tratada, referente aos vários parâmetros de controlo analítico e a sua influência direta ou indireta nos processos da ETAR e, também a determinação experimental de alguns parâmetros analíticos. O ponto fulcral deste estágio baseou-se no controlo do processo de digestão anaeróbia, e consequente produção de biogás, bem como a análise do seu desempenho após a adição de um resíduo rico em gorduras proveniente da indústria alimentar. Inicialmente, realizou-se a caracterização das diferentes cargas de resíduo rico em gorduras adicionadas ao digestor anaeróbio ao longo do estudo, relativamente aos seguintes parâmetros: quantidade alimentada ao digestor anaeróbio, pH, razão SSV/SST, razão C/N e razão AGV/Alcalinidade. A quantidade de resíduo face ao total alimentado apresentou um valor médio de 19%. O pH das cargas alimentadas mantevese num valor médio de 6,2, que se encontra abaixo da gama ótima prevista (6,5 a 7,5). As gorduras alimentadas continham uma razão SSV/SST média de 79%, superior à gama ótima (55 a 70%) e uma razão C/N média de 66:1, valor este muito superior à razão ótima prevista (25:1). A razão AGV/Alcalinidade apresentou um valor médio de 1,20 mg CH3COOH/mg CaCO3, que se mostrou bastante elevado face ao valor limite máximo (0,3 mg CH3COOH/mg CaCO3). Posteriormente, avaliou-se a influência dos parâmetros operatórios (pH, temperatura, razão AGV/Alcalinidade e tempo de retenção hidráulico) no processo de co-digestão anaeróbia. O pH das lamas após digestão apresentou um valor médio de 7,5, pelo que o digestor permaneceu na gama ótima de pH. A temperatura permaneceu na gama ótima de regime mesofílico (25 a 40 °C), apresentando um valor médio de 40,3 °C. As lamas digeridas apresentaram uma grande estabilidade, visto que a razão AGV/Alcalinidade média foi de 0,10 mg CH3COOH/mg CaCO3, valor abaixo do limite máximo previsto para esta razão. O tempo de retenção hidráulico no digestor anaeróbio foi de 34 dias, sendo superior ao intervalo previsto na literatura (15 a 20 dias). A produção de biogás e de energia foi avaliada antes (entre novembro e dezembro de 2021) e após (de janeiro a maio de 2022) a adição do resíduo rico em gorduras no processo de co-digestão anaeróbia. A produção média de biogás passou de 737,7 para 1388 m3 /dia, representando um aumento significativo de 88%. Por sua vez, a energia produzida média subiu de 645 para 2049 kWh/dia, o que mostra um aumento de 218%. Neste sentido, a autossuficiência da ETAR do Sousa evoluiu positivamente, de valores médios de 17,5 para 43,4 %. Após este estudo, conclui-se que o resíduo rico em gorduras adicionado ao digestor apresentou vantagens para o processo de digestão anaeróbia, com consequente aumento da produção de biogás e energia. | pt_PT |
| dc.description.abstract | The curricular internship took place at Sousa Wastewater Treatment Plant (WWTP), from September 2021 to June 2022, within the scope of the dissertation of the Master's Degree in Chemical Engineering in the field of Environmental Protection Technologies at ISEP – School of Engineering. The work developed had as main goals the understanding of the WWTP processes, the quality standards of the treated wastewater, regarding all the analytic control parameters and how they influence the WWTP processes, as well as the experimental execution of some analytical methods. The main focus of the internship was the control of the anaerobic digestion process, and consequent production of biogas, analyzing the parameters that influence it, as well as the analysis of the performance of the anaerobic digester after the addition of a residue rich in fats from the food industry. Initially, the characterization of the different loads of residue rich in fats was carried out. These loads were added to the anaerobic digester during the study and the characterization was done regarding the following parameters: amount fed to the anaerobic digester, pH, SSV/SST ratio, C/N ratio and AGV/Alkalinity ratio. The percentage of residue, compared to the total amount fed, had an average value of 19%. The pH of the fat loads presented an average value of 6,2, which is below the optimal range (6,5 to 7,5). The fats also had an average SSV/SST ratio of 79%, which was above the optimal range (55 to 70%), and an average C/N ratio of 66:1, which was much higher than the estimated optimal ratio (25:1). The AGV/Alkalinity ratio had an average value of 1,20 mg CH3COOH/mg CaCO3, which was quite high compared to the maximum limit value (0,3 CH3COOH/mg CaCO3). Then, the influence of operative parameters (pH, temperature, AGV/Alkalinity ratio and hydraulic retention time) on the anaerobic co-digestion process was evaluated. The sludge’s pH after digestion averaged at 7,5, thus, the digester remained in the optimal pH range. The temperature also stabilized in the optimal range of the mesophilic regime (25 to 40 °C), presenting an average value of 40,3 °C. The digested sludge also showed great stability, since the average AGV/Alkalinity ratio was 0,10 CH3COOH/mg CaCO3, a value below the maximum predicted limit. The hydraulic retention time on the anaerobic digester was 34 days, which is higher than the period predicted in the literature (15 to 20 days). The biogas and energy production were evaluated before (November to December 2021) and after (January to May 2022) the addition of the residue rich in fats to the anaerobic co-digestion process. The average production of biogas had a significant increase of 88%, from 737,7 to 1388 m3. Also, the energy production increased from 645 to 2049 kWh, representing an improvement of 218%. Thus, the self-sufficiency of the Sousa WWTP had a positive evolution, on average, from 17,5 to 434%. From this study it is possible to conclude that the residue rich in fats, added to the digester, brought advantages to the anaerobic co-digestion process, with consequent increase of the biogas and energy production. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203086848 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/21091 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Digestão Anaeróbia | pt_PT |
| dc.subject | Biogás | pt_PT |
| dc.subject | Energia | pt_PT |
| dc.subject | Gorduras | pt_PT |
| dc.subject | Autossuficiência | pt_PT |
| dc.subject | Anaerobic Digestion | pt_PT |
| dc.subject | Biogas | pt_PT |
| dc.subject | Energy | pt_PT |
| dc.subject | Fats | pt_PT |
| dc.subject | Self-sufficiency | pt_PT |
| dc.title | Análise do desempenho do digestor anaeróbio de lamas da ETAR do Sousa | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Química - Tecnologias de Proteção Ambiental | pt_PT |