dc.creator |
PETERLI, Zudivan |
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dc.date.issued |
2019-08-28 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3864 |
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dc.description.abstract |
The development of an efficient and low-cost treatment for sanitary sludge meets the 6th UN
objective that aims to and provide sanitation for the world population by the year 2030. In
view of the above, this study evaluated, by means of a thermodynamic model, the drying of
sanitary sludge at low temperature by the method of the granular bed, previously centrifuged,
which was integrated into a heliothermic system with thermal storage. Scenario 1 was
modeled with the dryer operating for 9h.d-1 and scenario 2 for 24 h.d-1 (continuous operation),
and the same amount of sludge per day was processed in each scenario. Experimental assays
were also conducted on the mixture of wet and thermally treated sludge to study the influence
of the mixture on the drying process. The results showed that, in the conditions studied, the
contents of 50 and 90% of total solids are the most suitable for sludge, respectively, in the
inlet and outlet of the sludge dryer. While the drying temperature was defined at 80°C, as the
tests did not indicate the advantage over any temperature within the range evaluated (60 to
104°C). The drying method of the granular bed, produced a less coarse profile sludge and
with drying rates of up to 3.10 times higher than the convective method. The modeling
achieved thermodynamic viability for the integration of the heliothermic system when
scenarios 1 and 2 presented, respectively, a mirrored area of 3,848 and 3,345m², thermal
demand (with global losses of the model) of 3.23 and 2.81GJ.tv
-1 and thermal storage of 1,594
and 4,550kWht, demonstrating that the size of the modeled system is employed commercially
in several countries and that scenario 2 is the most interesting for indicating a smaller plant.
The model still showed that it is possible to produce condensed water naturally to maintain a
cycle of cleaning the solar concentrators with periodicity less than 2 days. In view of the
above, it is concluded that the integration of the drying with the heliothermic energy is
feasible from a technical and energetic standpoint and still presents the benefit of producing
water for cleaning or other non-potable purposes, mitigating one of the main impacts
environment of this technology and becoming attractive in regions of water stress. It was also
demonstrated that the sludge mixing technique can to modify the morphological and
rheological characteristics of the material, improving the permeability and drying rate, in
addition to reducing the plasticity of the original sludge. Finally, it is proved that the drying
method of the granular bed is able to produce an attractive granular, dry, possibly sanitized
biosolid, suitable for use in various production processes. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Secagem térmica de lodo |
pt_BR |
dc.subject |
Energia heliotérmica |
pt_BR |
dc.subject |
Biossólidos |
pt_BR |
dc.title |
Avaliação energética e experimental da secagem em baixa temperatura de lodo sanitário com o uso de energia heliotérmica |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-08-01 |
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dc.date.available |
2023-08-01T16:14:54Z |
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dc.date.accessioned |
2023-08-01T16:14:54Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4603606720085960 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
VENTURINI, Osvaldo José |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2975606575001382 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
PALACIO, José Carlos Escobar |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1472037977658347 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
O desenvolvimento de um tratamento eficiente e de baixo custo para o lodo sanitário vai ao
encontro do 6º objetivo da ONU que visa assegurar e disponibilizar o saneamento para a
população mundial até o ano de 2030. Portanto, este trabalho avaliou, por meio de um modelo
termodinâmico, a secagem em baixa temperatura pelo método do leito granular de lodo
sanitário, previamente centrifugado, que foi integrado a um sistema heliotérmico com
armazenamento térmico. Foram modelados o cenário 1 com o secador operando por 9 h.d-1 e
o cenário 2 por 24 h.d-1 (operação continua), sendo processados a mesma quantidade de lodo
ao dia em cada cenário. Também foram realizados ensaios experimentais sobre a mistura de
lodo úmido e tratado termicamente para estudar a influencia da mistura sobre o processo de
secagem. Os resultados mostraram que, nas condições estudadas, os teores de 50 e 90% de
sólidos totais são os mais adequados para o lodo, respectivamente, na entrada e saída do
secador de lodo. Enquanto a temperatura de secagem foi definida em 80°C, mas os ensaios
não indicaram a vantagem sobre nenhuma temperatura dentro da faixa avaliada (60 a 104°C).
Para o método de secagem do leito granular, o mesmo produziu um lodo de perfil menos
grosseiro e com taxas de secagem de até 3,10 vezes maiores que o método convectivo. A
modelagem alcançou a viabilidade termodinâmica para a integração do sistema heliotérmico
quando os cenários 1 e 2 apresentaram, respectivamente, área espelhada de 3.848 e 3.345m²,
demanda térmica (com perdas globais do modelo) de 3,23 e 2,81GJ.tV
-1 e armazenamento
térmico de 1.594 e 4.550kWht, demonstrando que o porte do sistema modelado é empregado
comercialmente em vários países e que o cenário 2 é o mais interessante por indicar uma
planta de menor porte. O modelo ainda mostrou que é possível produzir, naturalmente, água
condensada para manter um ciclo de limpeza dos concentradores solares com periodicidade
menor que 2 dias. Diante do exposto, conclui-se que a integração da secagem com a energia
heliotérmica é viável do ponto de vista técnico e energético e ainda apresenta o benefício de
produzir água para limpeza ou outros fins não potáveis, mitigando um dos principais impactos
ambientais desta tecnologia e se tornando atraente em regiões de estresse hídrico. Também foi
demonstrado que a técnica de mistura de lodo apresenta a capacidade de modificar as
características morfológicas e reológicas do material, melhorando a permeabilidade e taxa de
secagem, além de reduzir a plasticidade do lodo original. Por fim, comprova-se que o método
de secagem do leito granular é capaz de produzir de forma atraente um biossólido granular,
seco, possivelmente higienizado, e adequado para o uso em diversos processos produtivos. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA |
pt_BR |
dc.relation.references |
PETERLI, Zudivan. Avaliação energética e experimental da secagem em baixa temperatura de lodo sanitário com o uso de energia heliotérmica. 2019. 169 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2019. |
pt_BR |