Analysis of biogas energy use in Vitória da Conquista (BA)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.008.0038

Keywords:

Biogas, Energy conversion, UASB reactor, Activated Sludges, Economic feasibility

Abstract

This study aims to analyze the technical and economic feasibility of energy use of biogas generated from an wastewater treatment plant for the municipality of Vitória da Conquista-Bahia. The case study was carried out from the comparison between two scenarios: (1) Adoption of a Treatment System with Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) and (2) Adoption of an Activated Sludge (AS) system. The logistic population projection was estimated using the method called logistic growth for a period of 20 years. Based on population projection for the municipality of Vitória da Conquista and the average and maximum flow values for the final year of the project, 2041, it was possible to estimate the Biochemical Oxygen Demand (BOD). Then it was possible to dimension the UASB and AS reactor system needed to serve the Municipality and thus estimate the gas production at the output of both systems, as well as the power and electricity generated from biogas. From the methane flow generated in the UASB reactor of 1965.93 m³/day, the power of 128.54 kW and its electrical conversion of 900.8 kWh/year were obtained, while the methane flow generated from AS was 5875 m³/day, obtaining a power of 49.19 kW and its electrical conversion of 345 kWh/year. According to the analysis of the economic feasibility of the systems carried out through cash flow, both systems are economically feasible. From an energy point of view, the UASB reactor is more attractive compared to the AS, but the initial investment is higher. However, regarding the quality parameters of the treated effluent, the AS is more adequate, since the load of TSS released after treatment is smaller, compared to that of the UASB reactor.

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Author Biographies

Maise Natalia Soares da Silva, Universidade Federal de Itajubá

Doutoranda em Engenharia Elétrica pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Elétrica (PPGEE) da Universidade Federal de itajubá - UNIFEI. Mestre em Engenharia Elétrica na mesma instituição na linha de pesquisa Geração, Transmissão e Distribuição da Energia Elétrica, da área de concentração em Sistemas Elétricos de Potência do PPGEE. Pós-graduada em Aplicações de Sistema de Informações Geográficas (SIG) pelo Sault College of Applied Arts and Technology (Canadá) e em Docência na Educação Profissional e Tecnológica, pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas - IFSULDEMINAS. Engenheira de Energias pela Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira - UNILAB.

Adriele Maria de Cássia Crispim, Universidade Federal de Lavras

Mestranda em Meio Ambiente e Recursos Hídricos pelo programa de Pós Graduação de Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Universidade Federal de Itajubá. Possui Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária pela Universidade Federal de Lavras (UFLA), conclusão em 2020. Foi bolsista de Iniciação Científica no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica - PIBIC/UFLA, atuando no projeto de pesquisa "Desenvolvimento de Tecnologias para Uso Eficiente de Água em Tifton 85 Irrigado por Pivo Central" entre 2016 e 2017. No período 2017 a 2018 participou do Centro Acadêmico de Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Lavras, atuando como coordenadora de Assuntos Acadêmicos. Durante o período de 2017 a 2020 foi Bolsista de Extensão no Programa de Divulgação Científica "A magia da física e do universo.", que objetiva levar ciência à sociedade através de oficinas de experimentos confeccionados com materiais recicláveis e de baixo custo. Entre 2019 a 2020 foi membro do Núcleo de Estudos em Poluição Urbana e Agroindustrial (NEPUAI) vinculado ao Departamento de Recursos Hídricos e Saneamento da UFLA, onde desenvolveu projetos de pesquisa nas áreas de efeito estufa, poluição atmosférica e monitoramento da qualidade do ar. Suas áreas de interesse são energias renováveis, poluição atmosférica, emissões de gases de efeito estufa e monitoramento de qualidade do ar. 

Katia Yesica Tineo Canales, Universidade Federal de Itajubá

Possui graduação em INGENIERIA QUIMICA - Universidad Nacional San Cristobal de Huamanga (2018). Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Engenharia Química 

Regiane Vieira Pinto, Universidade Federal de Itajubá

Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Engenharia Civil

Regina Mambeli Barros, Universidade Federal de Itajubá

Doutorado em Engenharia Civil - Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos / Universidade de São Paulo, EESC / USP (2005) e Mestrado em Engenharia Civil - Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, EESC / USP (2000). Possui especialização em Pequenas Centrais Hidrelétricas (2012) pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). É graduada em Engenharia Civil pela Universidade de Taubaté (1997). É membro da International Solid Waste Association (ISWA) e da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES). Atualmente, é Diretora de Pós-Graduação da Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação (PRPPG/UNIFEI) e Pró-Reitora Adjunta de Pesquisa e Pós-Graduação. Possui experiência na área de Engenharia Civil com ênfase em Hidráulica e Saneamento, atuando principalmente nos seguintes temas: Resíduos Sólidos, Energias Renováveis, Pequenas Centrais Hidrelétricas, Efluentes Líquidos, Recursos Hídricos Superficiais e Subterrâneos, Percepção Ambiental e Poluição.

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Published

2021-07-15

Issue

Vol. 12 No. 8 (2021): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Ago 2021

Section

Desenvolvimento, Sustentabilidade e Meio Ambiente

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