Geração de energia elétrica a partir de eletrodos imersos em sistema do tipo célula a biocombustível composta por reator anaeróbio e reator aeróbio operados em série alimentado com esgoto sanitário (2013)
- Authors:
- Autor USP: GONZALEZ, BEATRIZ CRUZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- Subjects: ENERGIA ELÉTRICA; TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS; CÉLULAS; BIOCOMBUSTÍVEIS
- Language: Português
- Abstract: A presente pesquisa teve como objetivo primordial a verificação da viabilidade técnica de empregar sistema do tipo célula a biocombustível para tratamento de esgoto sanitário com geração de energia elétrica. A célula a biocombustível, em escala de bancada, adotada foi constituída por reator anaeróbio seguido de reator aeróbio, visando à remoção de matéria orgânica carbonácea e à nitrificação. Cada reator apresentou área de 0,6275 'M POT.2' e volume útil de 24,0 L. A célula a biocombustível foi alimentada com esgoto sanitário com tempo de detenção hidráulica médio de 8 horas (nos dois módulos). Em cada reator instalou-se um eletrodo imerso, de modo que os dois eletrodos foram unidos por fio condutor externo. Foi verificada a potencialidade do sistema em gerar energia elétrica a partir das reações químicas e bioquímicas que se deram junto aos eletrodos e nos biofilmes aderidos aos mesmos. A operação da célula a biocombustível foi dividida em cinco Fases, denominadas de I, II, III, IV e V, sendo que o fator principal que distinguiu essas Fases consistiu no material eletródico. Manta de fibra de carbono e placa de grafite foram adotadas corno ânodo da célula (reator anaeróbio). Chapa de aço inoxidável (AISI 316) e malhas de aço inoxidável (AISI 316) foram usadas como cátodo do sistema (reator aeróbio). Para monitoramento do sistema foram realizadas análises fisico-químicas do afluente, do efluente do reator anaeróbio e do efluente do reator aeróbio e para o acompanhamento da produção de energia elétrica utilizou-se potenciômetro acoplado a software específico. Microssensores de OD, pH e potencial redox foram empregados corno ferramentas auxiliares para o acompanhamento do crescimento e desenvolvimento dos biofilmes aderidos aos eletrodos da célula a biocombustível. Como resultados concernentes ao tratamentodo esgoto sanitário foram obtidas eficiências médias de remoção de DQO de (74,4±17,1)% e de nitrificação de (65,8±21,0)%, no decorrer das cinco Fases. O valor da maior densidade de potência média verificada foi de 107,0 mW/'M POT.2', ocorrida quando o ânodo da célula a biocombustível consistiu em placa de grafite e o cátodo em malha de aço inoxidável (AISI 316) do tipo 20, na Fase V. A dosagem de cloreto férrico e a colocação de meio suporte de material plástico no sistema para limpeza automática do cátodo, realizadas na Fase em que se observou a maior densidade de potência média foram consideradas corno positivas no aprimoramento da obtenção de energia elétrica. Por meio da combinação dos resultados relacionados à geração de energia elétrica e da aplicação dos microssensores constatou-se que o desenvolvimento de biofilmes espessos sobre os eletrodos da célula a biocombustível consiste em fator negativo da sua eficiência energética. Concluiu-se que a célula a biocombustível é tecnicamente viável para o tratamento de esgoto com geração de energia elétrica, contudo diante do conhecimento que se tem sobre essa tecnologia, a sua adoção em escala real ainda é economicamente inviável
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2013
- Data da defesa: 02.08.2013
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ABNT
GONZALEZ, Beatriz Cruz. Geração de energia elétrica a partir de eletrodos imersos em sistema do tipo célula a biocombustível composta por reator anaeróbio e reator aeróbio operados em série alimentado com esgoto sanitário. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02102013-153024/. Acesso em: 30 abr. 2024. -
APA
Gonzalez, B. C. (2013). Geração de energia elétrica a partir de eletrodos imersos em sistema do tipo célula a biocombustível composta por reator anaeróbio e reator aeróbio operados em série alimentado com esgoto sanitário (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02102013-153024/ -
NLM
Gonzalez BC. Geração de energia elétrica a partir de eletrodos imersos em sistema do tipo célula a biocombustível composta por reator anaeróbio e reator aeróbio operados em série alimentado com esgoto sanitário [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02102013-153024/ -
Vancouver
Gonzalez BC. Geração de energia elétrica a partir de eletrodos imersos em sistema do tipo célula a biocombustível composta por reator anaeróbio e reator aeróbio operados em série alimentado com esgoto sanitário [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02102013-153024/
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