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9/12/2014 Biodigestor anaerbico Wikipdia, a enciclopdia
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Biodigestor anaerbico
Origem: Wikipdia, a enciclopdia livre.
Biodigestor anaerbico um equipamento usado para o processamento
de matria orgnica, como, porexemplo, fezes e urina, entranhas de
animais descartadas em frigorficos e sobras vegetais da produo
agrcola.Um biodigestor funciona como um reator qumico em que as
reaes qumicas tm origem biolgica, ou seja,so feitas por bactrias e
archaeas que digerem matria orgnica em condies anaerbicas (isto ,
em ausnciade oxignio). O digestor anaerbico produz 2 produtos :
biogs, que uma mistura de gases cerca de 75% metano e 25% CO
e
fertilizantes de tima qualidade (bem melhores do que os
fertilizantes qumicos), muitas vezes misturados gua e, portanto, em
forma lquida, mas em alguns processos tambm slidos.
Alm de fornecer estes 2 produtos, o uso dos biogestores
proporciona outras importantes vantagens :
uma forma de se fazer o saneamento bsico de uma comunidade, em
que seja feita a coleta de fezes
humanas e animais sem adio de gua e misturada com os resduos
orgnicos, como podas degramados, e folhas varridas da mesma
comunidade;
evita a poluio do meio ambiente com os dejetos orgnicos,
sobretudo das guas, que tradicionalmente
foi o seu principal destino, mas tambm do solo
combate o aquecimento global, pela queima do gs metano, 9 vezes
mais causador do efeito estufa do
que o Co2 resultante da sua queimareduz significativamente o
espao utilizado para o tratamento dos dejetos animais, em relao a
outro
mtodo mais atrasado, as lagoas de decantao
elimina os maus odores dos dejetos animais
reduz significativamente as moscas.
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Biofertilizante.
Equipamento para reciclagem de dejetos facil de construir
ndice
1 Utilizao do Biogs
1.1 Reforma do Biogs1.2 Equivalncia energtica
2 Modo de funcionamento2.1 Inexistncia de Ar2.2 Temperatura
adequada
2.3 Nutrientes2.4 Teor de gua
3 Tipos de biodigestores3.1 Biodigestor anaerbico tubular ou
de
fluxo continuo3.2 Biodigestor de batelada ou de fluxo
no continuo4 Referncias
5 Ver tambm6 Ligaes externas
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Utilizao do Biogs
O biogs pode ser usado como combustvel em substituio do gs
natural ou do Gs Liquefeito de Petrleo(GLP), ambos extrados de
reservas minerais. Para os usos abaixo no necessrio nenhum processo
a maispara o tratamento do biogs:
cozinhar em residncias rurais prximas ao local de produo
(economizando outras fontes de energia,como principalmente lenha ou
GLP).
aquecimento de instalaes para animais muito sensveis ao frio
(leites at 15 dias de idade, porexemplo) ou
aquecimento de estufas de produo vegetal.
Reforma do Biogs
Para que ele possa ser usado como o gs natural em aplicaes de
maior eficincia como em motores, ou paraque seja reinserido na rede
de distribuio de gs quando mediante legalizao do rgo competente,
necessrio ser feito a retirada do gs carbnico, gs sulfeto de
hidrognio e vapor de gua e outros compostos.
A retirada de midade pode acontecer via refrigerao do biogs, ou
por uso de slica-gel, ou qualquer outromaterial higroscpico.
A retirada de gs carbnico permite um melhor aproveitamento da
energia total disponvel do gs metano, jque a presena do gs carbnico
reduz a disponibilidade do gs oxignio presente no ar de oxidar o
gsmetano e assim aumenta a ocorrncia de combusto incompleta que
libera menos energia por volume de gsque foi queimado. A retirada
desse gs pode ocorrer via lavagem do biogs com chuveiros de gua com
pHbsico, podendo ser utilizado cinzas se no houver a
disponibilidade de soda custica ou outras bases. possvel tambm
remov-lo em leito com algum material que absorva o gs carbnico na
fase slida.
A presena do sulfeto de hidrognio no gs, o faz se tornar um gs
azedo e este ataca violentamente o ferro dastubulaes e outros
metais. Sua retirada pode ser concomitante no processo de retirada
de gs carbnico, jque ambos so substncias cidas que podem ser
retiradas do gs via contato bsico tanto de uma fase lquidaquanto
slida, contudo tambm pode ser feita a sua remoo pela passagem do
biogs (contendo menos de40% de umidade relativa) em um leito com
Oxido de ferro slido, para que o oxignio do ferro saia e permitaque
o ferro presente na molcula de xido se torne sulfeto de ferro
insolvel.
Equivalncia energtica
Um metro cbico (1 m) de biogs equivale energeticamente a :
1,5 m de gs de cozinha;
0,52 a 0,6 litro de gasolina;0,9 litro de lcool;
6,4 KWh de eletricidade;
2,7 kg de lenha (madeira queimada).
O efluente (o lquido que sai do biodigestor aps o perodo de
tempo necessrio digesto da matria orgnicapelas bactrias) possui
propriedades fertilizantes. Alm de gua, o lquido efluente,
conhecido comobiofertilizante, apresenta elementos qumicos como
nitrognio, fsforo e potssio em quantidades e formasqumicas tais que
podem ser usados diretamente na adubao de espcies vegetais atravs
de fertirrigao.
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O biofertilizante possui entre 90 a 95 % de gua (isto , 5 a 10%
de frao seca do lquido). Nessa base seca,o teor de nitrognio -
dependendo do material que lhe deu origem - fica entre 1,5 a 4% de
nitrognio (N), 1 a5% de fosfato (P2O5) e 0,5 a 3% de potssio
(K20).
O mesmo biodigestor que trata os dejetos vindos do estbulo ou da
pocilga ou do confinamento de bovinospode ser ligado ao esgoto
domstico das residncias. Embora sejam usados primordialmente como
fonte deenergia e de fertilizantes orgnicos para produtores rurais,
o biodigestor tambm pode ser enfocado como umsistema de tratamento
de esgotos humanos para pequenas comunidades urbanas. Dessa maneira
se tornariaimportante aplicar um processo para desinfeco dos
microorganismos presentes nas fezes humanas. utilizar oefluente
lquido na criao de algas, que podem auxiliar na desinfeco do
efluente lquido e tambm doefluente slido, alm de produzirem
biomassa com alta concentrao de protenas, esta pode servir
aalimentao animal ou diretamente utlilizada como adubo.
Modo de funcionamento
Para que ocorra um correto funcionamento do biodigestor, como
todos os sistemas que contm vida, sonecessrias diversos cuidados.
As condies timas de vida para as bactrias anaerbicas so:
Inexistncia de Ar
O Oxignio (O2) do ar letal para as bactrias anaerbicas
obrigatrias. Se houver oxignio no ambiente, asbactrias anaerbicas
paralisam seu metabolismo e deixam de se desenvolver. As bactrias
aerbicas (queutilizam o oxignio em seu metabolismo) produzem dixido
de carbono (CO2) como produto final de suarespirao. As Archaeas
metanognicas produzem metano (CH4). Enquanto que o metano um gs
rico emenergia qumica e, portanto, pode ser usado como combustvel,
o dixido de carbono j est totalmenteoxidado e no pode ser usado
como combustvel. Se o biodigestor no estiver hermeticamente vedado
contra aentrada de ar, a produo de biogs no ocorre porque as
bactrias anaerbicas morrem e as aerbicassobrevivem. O biogs
produzido ser ento rico em CO2 e no em metano. Assim, o biodigestor
deveassegurar uma completa hermeticidade que cause uma completa
falta de oxignio em seu interior, isto , acompleta anaerobiose do
ambiente necessria para o metabolismo das bactrias anaerbicas.
Temperatura adequada
A temperatura no interior do biodigestor um parmetro importante
para a produo de biogs. As archaeasque produzem metano so muito
sensveis a alteraes de temperatura. Alteraes de temperatura
queexcedam 45 graus celsius ou vo abaixo de 15 graus celsius
paralisam a produo de biogs. Assim, outropapel do biodigestor tambm
o de assegurar certa estabilidade de temperatura para as
bactrias.
Nutrientes
Os principais nutrientes dos microorganismos so o carbono,
nitrognio e sais minerais. Fontes ricas denitrognio so os dejetos
de animais (inclusive seres humanos). Fontes ricas de carbono so os
restos deculturas vegetais. Os sais minerais presentes nos dejetos
animais e resduos vegetais so suficientes para anutrio mineral das
bactrias. No entanto, se no houver um adequado equilbrio de
compostos de carbono(que fornecem a energia) e de compostos
nitrogenados (que fornecem o nitrognio) no ocorrer uma
eficienteproduo de biogs.
Teor de gua
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O material a ser fermentado deve possuir em torno de 90 a 95 %
de umidade em relao ao peso. Tanto muitagua quanto pouca gua so
prejudiciais. O teor da gua varia de acordo com as matrias-primas
destinadas fermentao. Esterco de bovino (que possui em mdia 84% de
umidade) precisa ser diludo em 100% de seupeso em gua. J o de sunos
(com 19%) precisa de 130% de seu peso em gua. O de ovinos e
caprino, em320%.
Tipos de biodigestores
Os biodigestores podem ser encontrados em diversos modelos
(indiano, paquistans, chins, tailands, filipino eetc.) cada qual
com suas vantagens e desvantagens e caractersticas prprias de
operao. Entretanto, existemdois tipos bsicos de biodigestores
classificados de acordo com a freqncia de operao: os
biodigestorescontnuos e os biodigestores em batelada.
Biodigestor anaerbico tubular ou de fluxo continuo
Os biodigestores de operao contnua operam com cargas dirias de
matria orgnica que se movimenta pormeio de carga hidrulica dentro
do biodigestor devendo a matria orgnica, portanto, ser diluda e at
mesmotriturada para evitar entupimentos e formao de crostas no
interior do biodigestor.
O biodigestor composto de :
1. Caixa de entrada Esta a parte do biodigestor em que feito o
carregamento dos resduos animais e
vegetais. Os resduos podem ser submetidos a uma triturao e
diludos com gua at atingirem o teor
adequado de umidade (90 a 95% de gua).2. Cmara de Biodigesto -
Dentro do biodigestor, na rea de entrada de materiais,
processa-se
inicialmente uma fermentao aerbica cida na qual os acares
simples presentes no material so
fermentados e se transformam em acetato (ou cido actico). No
corpo do biodigestor passa a ocorrer
uma fermentao anaerbica concomitante. As bactrias que produzem
acetato usam todo o oxigniopresente na carga inicial e o ambiente
interno do biodigestor tende a ficar anaerbico e as bactrias
que
sobrevivem so apenas as anaerbicas. As archaeas por sua vez
utilizam o acetato em seu metabolismo e
o transformam em metano. Nessa altura o ambiente torna-se
totalmente anaerbico e a formao debiogs ganha a maior eficincia. O
dimensionamento do biodigestor deve permitir a reteno da
biomassa. O nvel de DBO (Demanda Bioqumica de Oxignio) do lquido
que est para sair da cmara
de fermentao declina e ele comea a se transformar em
biofertilizante.
3. Caixa de sada - A cada volume de carga na entrada corresponde
sada do mesmo volume de lquidodo biodigestor. Este lquido deve ser
armazenado em condies aerbicas para que, sob a ao de
bactrias nitrificantes, sofra uma ltima e drstica reduo do seu
nvel de DBO (Demanda Bioqumica
de Oxignio). Estas reaes bioqumicas finais resultam na formao e
estabilizao do biofertilizante.
Como tambm deve estocar o produto, este tanque aberto deve ter
capacidade de armazenar cerca de30 dias de produo do biodigestor.
nesse momento que torna-se posvel direcionar o efluente para a
criao de algas, onde a energia dos raios UV do sol se incorporam
na energia oxidativa da molcula de
oxignio e permitem que seja feita uma completa desinfeco do
efluente.
Biodigestor de batelada ou de fluxo no continuo
indicado locais que no produzem resduos orgnico diariamente que
servira como fonte de alimentao paraas bactrias que transformara em
biogs. Sua alimentao descontinua e a produo de gs no constante.
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Nos biodigestores em batelada a matria orgnica inserida toda de
uma s vez e ento ele fechadohermeticamente (de forma a no permitir
a entrada de oxignio) at que ocorra o processo de digestoanaerbia e
comear a ocorrer a degradao do material e a produo biogs. O
biodigestor ser abertonovamente s quando a produo de biogs cair,
indicando que a matria orgnica j foi decomposta e quepode ser feita
a retirada da matria restante, o biofertilizante, para, caso seja
necessrio, ser inserida nova cargade matria orgnica.
Por exemplo, um biodigestor com esterco bovino fica em mdia
trinta a quarenta dias fechado, sem oxignio,ocorrendo somente a
retirada do gs. Depois aberto, a biomassa restante retirada,
podendo ser utilizadacomo biofertilizante, e novamente adicionada a
matria, repetindo-se o processo.
Referncias
1. Processo para remoo de cido sulfdrico de biogs
(http://www.scielo.br/pdf/esa/v14n2/a04v14n2.pdf)2. Fossa sptica
biodigestora, projeto de saneamento bsico no meio rural da
EMBRAPA
(http://www.cnpdia.embrapa.br/produtos/fossa.html)
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Ver tambm
Biogasificao
Reator qumico
Ligaes externas
Desenho de Biodigestor na Costa Rica
(http://www.ruralcostarica.com/biodigestor-portugues.html)
Manual do Biodigestor Sertanejo
(http://www.diaconia.org.br/novosite/biblioteca/int.php?id=53)
Biodigestor: Um jeito inteligente de cuidar do meio
ambiente!(http://www.diaconia.org.br/novosite/biblioteca/int.php?id=42)
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