AvaliaÃ§Ã£o da EficiÃªncia de um Reator AnaerÃ³bio de Leito Fluidizado ...

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110 Portanto: ( R 24) ( FC MSSV ) ( 9,94 mlCH ) 4 / h) × (24 h / d ( 418 mlCH / gDQO ) × ( gSSV ) × A CH = × 4 A = (4.4) CH 4 1 4 Da aplicação da Equação 4.4 aos dados coletados resultou na produção de metano em relação à massa de lodo (material biológico) igual a: A CH4 = 0,57g CH 4 DQO/g SSV.d Portanto, a quantidade de substrato convertido a metano por unidade de massa de inóculo por unidade de tempo foi de 0,57g CH 4 DQO/g SSV.d. Este resultado, comparado ao valor teórico de 1g CH 4 DQO/g SSV.d, indica que o lodo presente no reator estava ativo, quando em condições ideais. O Quadro 4.7 apresenta os fatores de conversão (FC) em função da temperatura utilizada, para calcular a quantidade de DQO contida no CH 4 . Como o experimento foi levado a efeito em estufa com temperatura controlada a 35 o C, o fator de correção para o CH 4 úmido foi de 418 (mLCH 4 /gDQO). QUADRO 4.7. – FATOR DE CONVERSÃO PARA CALCULAR A QUANTIDADE DE DQO CONTIDA NO CH 4 Temperatura da garrafa invertida ( o C) CH 4 seco (mLCH 4 /gDQO) CH 4 umido (mLCH 4 /gDQO) 10 363 367 15 369 376 20 376 385 25 382 394 30 388 405 35 395 418 40 401 433 45 408 450 50 414 471 Nota: P=1 atm; valores em mL de CH 4 equivalente a 1 g de DQO
111 Para determinar a quantidade teórica de metano produzido no reator, foi primeiramente realizada a análise da concentração de SSV no reator de leito fluidizado. Da análise gravimétrica resultou a concentração de 1690 mg/L para uma amostra de 10,58g. Através destes dados, e da utilização da Equação 4.5, foi possível calcular a quantidade teórica de metano no reator: mg SSV reator mgSSV = x gsup orte no reator (4.5) g sup orte na amostra ⎛ mg ⎞ 1690⎜ ⎟ l mg SSVreator = ⎝ ⎠ x 84, 16g (4.6) 10,58g mg SSVreator = 13.443, 33mgSSV (quantidade de biomassa total no reator) (4.7) ⎛ gCH 4DQO ⎞ 13,44 g SSVreator x 0,57⎜ ⎟ = 7,66gCH 4DQO / d ⎝ gSSVd ⎠ (4.8) Se 1g de CH 4 é equivalente a 4g de CH 4 DQO (4.9) Então: ⎛ 1 gCH 4 ⎞ 7,66 gCH ⎜ ⎟ 4DQO / d x = 1, 92 ⎝ 4 gCH 4DQO ⎠ ⎛ ⎜ ⎝ gCH d 4 ⎞ ⎟ ⎠ (4.10) Portanto, para transformar em volume, a quantidade em gramas de metano produzido é divido pelo tempo em dias e pela sua massa molar que é 16 g. Portanto, 1,92 ⎛ ⎜ ⎝ gCH 4 ⎞ ⎛1 mol ⎞ ⎛ mol CH ⎟ x ⎜ ⎟ = 0,12 ⎜ 4 d ⎠ ⎝ 16 g ⎠ ⎝ d ⎞ ⎟ ⎠ (4.11) Sabendo que, 1 mol de gás ideal possui 22,4 L (0 o C, 1 atm), multiplica-se este valor pelo volume de metano produzido por dia. 0,12 ⎛ ⎜ ⎝ mol CH 4 ⎞ ⎛ L ⎞ ⎛ L CH 4 ⎟ x 22,4 ⎜ ⎟ = 2,64 ⎜ d ⎠ ⎝ mol ⎠ ⎝ d ⎞ ⎟ ⎠ (4.12)
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