9/12/2014 Biodigestor anaerbico Wikipdia, a enciclopdia livre

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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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