THERMAL EXCHANGES IN A COVERED LAGOON BIODIGESTER TREATING PIG FARM EFFLUENT HEATED BY SOLAR ENERGY

ABSTRACT Covered lagoon biodigesters are widely used in Brazil for treatment of agro-industrial effluents; however, under natural conditions, they operate at temperatures below the ideal. Thus, external sources for heating the effluent can enhance reactor performance and optimize thermal exchanges between the biodigester and the environment. This study aimed to evaluate the thermal exchanges in the internal and external environments of a covered lagoon biodigester from the influence of effluent heating through solar energy. Mathematical modeling (EnergyPlus software) was used as a tool to simulate thermal exchanges and obtain heat transfer rates. To do so, two scenarios were considered: with and without heated effluent. The results showed that solar radiation is the primary source of heating for anaerobic reactors and that the high thermal inertia of the soil contributes to a small variation in temperature of the resident biomass over the course of the day, even in the scenario with heated effluent. The temperature of the resident biomass reached and stabilized at 30°C, even after thermal exchanges with biogas and soil, in both hot and cold periods when heating was applied

Comparação entre equações empíricas para estimativa da evapotranspiração de referência na Bacia do Rio Jacupiranga

A evapotranspiração de referência (ETo) representa a perda de água do solo vegetado para a atmosfera devido à evaporação e à transpiração. O modelo de Penman-Monteith demanda variados elementos meteorológicos em sua solução, o que dificulta sua aplicação em estudos agrometeorológicos e hidrológicos em regiões com poucas estações meteorológicas, como a bacia do rio Jacupiranga, SP, Brasil. O estudo foi realizado com o objetivo de se verificar a precisão dos métodos de estimativa de ETo propostos por Camargo, Blaney-Criddle, Hamon, Hargreaves, Thornthwaite e Kharrufa, definindo-se coeficientes de ajuste regional. Dados meteorológicos de duas estações climatológicas locais foram usados nas estimativas. Na comparação das equações com o método FAO Penman-Monteith, analisaram-se coeficientes de determinação, correlação concordância, confiança e erro padrão experimental. Os resultados obtidos indicam que, na região, os métodos de Hargreaves e Camargo podem ser aplicados tanto na forma original como na formulação modificada. A equação de Hargreaves com coeficientes regionais apresentou índices de confiança superiores a 0,995 para a bacia do rio Jacupiranga e é recomendada devido às suas exeqüibilidade e simplicidade

Estudo cinético da remoção de matéria orgânica de águas residuárias da suinocultura em sistemas alagados construídos cultivados com diferentes espécies de vegetais Kinetic study of organic matter removal from swine wastewaters treated in constructed wetlands cultivated with different species of plants

Com a realização deste estudo, teve-se o objetivo de obter valores dos coeficientes de remoção da matéria orgânica de águas residuárias da suinocultura (ARS), quando em tratamento em sistemas alagados, construídos (SACs) e cultivados com diferentes espécies vegetais e em condições climáticas tropicais. Em tanques de 24,0 x 1,1 x 0,7 m, impermeabilizados com lona de PVC e preenchidos com uma camada de 0,4 m de brita zero (altura útil), foram plantados taboa (SAC1), tripa-de-sapo (SAC2) e capim-tifton 85 (SAC3). No SAC4 (multivegetado), foi plantado, no primeiro terço, tripa-de-sapo; no segundo terço, taboa, e no último terço, capim-tifton 85. A ARS foi previamente tratada em filtros orgânicos constituídos por bagaço de cana-de-açúcar, sendo aplicada numa vazão de 0,8 m³ d-1, o que correspondeu a um tempo de retenção hidráulica (TRH) aproximado de 6,4 dias. Coletaram-se amostras da água residuária nos pontos 0 (entrada), 4; 8; 12; 16; 20 e 24 m (saída) de cada SAC. Nas amostras coletadas, foram analisadas as concentrações de DQO, sendo os valores utilizados para a obtenção dos parâmetros cinéticos aparentes. Não houve diferença (p>0,05) entre os SACs, na capacidade do sistema em remover DQO; entretanto, a época do ano teve influência na dinâmica da remoção de matéria orgânica nos sistemas. Os valores do coeficiente cinético aparente k v' ficaram entre 0,94 e 1,52 d-1 no cultivo, no período de verão. Já no período de outono/inverno, o coeficiente k v' apresentou valores menores, entre 0,88 e 1,07 d-1.The objective of this study was obtain the coefficients of organic matter removal in constructed wetlands (CWs) cultivated with different plant species, in tropical climatic conditions, when used in swine wastewater treatment. In tanks of 24.0 m x 1.1 m x 0.7 m, sealed with PVC canvas, filled with a layer (0.4 m of depth) of fine gravel were planted cattail (CW1), alligator weed (CW2) and tifton 85 bermudagrass (CW3). In CW4, was planted, on the 1st third, alligator weed; on the 2nd third, cattail and in the last third, tifton 85 bermudagrass. The swine wastewater, previously treated by organic filters made of bagasse from sugar cane, was applied at rate of 0.8 m³ d-1in CWs, which corresponded to a hydraulic retention time (HRT) of 6.4 days, approximately. Wastewater samples were collected in sections 0 (entry), 4; 8; 12; 16; 20 and 24 m (output) of each CW. In the samples collected were analyzed the concentrations of COD and the obtained values were used to adjust apparent kinetic parameters. There was no difference (p>0.05) among the CWs, in respect the COD removal, however the year season influenced the dynamics of organic matter removal in CWs performance. The values of the parameter k v' were, during the summer, between 0.94 and 1.52 d-1. During the autumn/winter season, the k v' coefficient showed lower values, between 0.88 and 1.07 d-1