Assessment of ozonation as a pretreatment to increase the methane production potential of dairy manure wastewater

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Gomes, Fernanda Bento Rosa
• Orientador(a): Bottrel, Sue Ellen Costa
• Banca de defesa: Pereira, Renata de Oliveira , Amorim, Camila Costa , Otenio, Marcelo Henrique
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Balanço energético; Biogás; Digestão anaeróbia; Ozônio; Anaerobic digestion; Biogas; Energy balance; Ozone
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16686

O Brasil detém um dos rebanhos bovinos mais numerosos do mundo e, como consequência desse fato, a geração de águas residuárias da bovinocultura brasileira também se torna expressiva. Devido a sua constituição rica em compostos orgânicos complexos, como a lignina e a celulose, tem-se a hidrólise como a etapa limitante na digestão anaeróbia desse efluente. Nesse contexto, a ozonização tem sido amplamente estudada como uma alternativa para promover a solubilização da matéria orgânica recalcitrante e aumentar sua biodegradabilidade. Em vista disso, os objetivos desse estudo foram avaliar os efeitos da ozonização como pré-tratamento visando o incremento na produção de metano durante a digestão anaeróbia de efluente da bovinocultura leiteira e determinar condições ótimas para um sistema de tratamento constituído de ozonização e digestão anaeróbia, pautando-se ainda no balanço energético do sistema. Para tal, realizou-se uma revisão sistemática da literatura, na qual avaliou-se o incremento na produção de metano devido a ozonização e calculou-se o balanço energético de cada experimento. De posse dos resultados, realizou-se um estudo em escala de bancada, no qual se avaliou o efeito de diferentes doses de ozônio (20 mg O3. g-1 VS, 40 mg O3. g-1 VS, 100 mg O3. g-1 VS e 180 mg O3.g-1 VS) sobre a produção de metano de efluente da bovinocultura de leite em pH natural e sobre o balanço energético do sistema proposto. Na revisão da literatura, observou-se que a ozonização tende a ter um efeito positivo sobre o potencial de produção de metano de efluentes e resíduos. Verificou-se, no geral, que substratos de biodegradabilidade reduzida ou ainda experimentos em condições desfavoráveis à biodigestão apresentaram balanço energético positivo quando doses baixas de ozônio foram aplicadas. Na etapa experimental, foram observadas altas eficiências de transferência de massa de ozônio em todas as doses aplicadas. Embora a dose de 100 mg O3. g-1 VS tenha aumentado significativamente o potencial de produção de metano do efluente da bovinocultura leiteira, o balanço energético foi negativo em todos os cenários estudados. Ainda assim, observou-se que a pré ozonização resultou em potenciais benefícios tais como um menor tempo de fase lag na digestão anaeróbia, indicando uma aceleração da hidrólise, bem como uma maior estabilização do efluente final.