Biogas Generation in Maceió Landfill from Empirical Models

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21664/2238-8869.2022v11i2.p68-82

Keywords:

landfill, domestic solid waste, biogas emissions, empirical models, renewable sources

Abstract

Urban solid waste, disposed of in landfill and from the anaerobic digestion process generates biogas, its reuse minimizes environmental impacts and generates a renewable energy source. The work studied the biogas generation potential of the landfill in the municipality of Maceió, in the state of Alagoas, using the first order kinetic model recommended by CETESB, comparing the empirical data of uncontrolled emissions with data measured in the emission field. controlled, aiming to estimate the collection efficiency by the vertical biogas drains from the landfill, and to estimate the potential of energy generation from the landfill biogas. In the composition of biogas, the percentage of CH4 found in vertical drains was 56.86% and the average flow rate was 7.4 Nm3 / h, of CH4 per drain. The biogas production accumulated in 20 years with the LandGEM model was 15,116,325 Nm3, with an accumulated energy of 128.68 GWh and an average generation power of 242 kW. For the Biogas model, the accumulated production is 15.981,110 m3, with an accumulated energy of 141.31 GWh, for an average generation power of 255 kW.

Author Biographies

Odorico Konrad, Universidade do Vale do Taquari - UNIVATES

Doutor mont. em Engenharia Ambiental e Sanitária - Montanuniversitat Leoben Austria (2002) e Engenheiro Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (1992). Atualmente é professor/pesquisador da UNIVATES. Tem experiência na área de Engenharia Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: biogás, biorreatores, energias renováveis, resíduos sólidos, meio ambiente, saneamento.

Nélia Henriques Callado, Universidade Federal de Alagoas

Possui graduação em Engenharia Civil (1988) e Especialização em Recursos Hídricos (1989) pela Universidade Federal de Alagoas, Mestrado (1992), Doutorado (2001) e Pós-doutorado (2013) em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo. Foi Diretora de Planejamento e Superintendente de Desenvolvimento Organizacional da CASAL (Companhia de Saneamento de Alagoas) e Superintendente de Infraestrutura da UFAL. Atualmente é professora Titular e pesquisadora do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas, Coordenadora do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária e Coordenadora do Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade Federal de Alagoas. Tem experiência na área de Engenharia Sanitária, com ênfase em Planejamento Estratégico, Técnicas Avançadas de Tratamento de Águas, atuando principalmente nos seguintes temas: águas de produção, resíduos sólidos, reatores sequenciais em batelada, resíduos de petróleo, aterro sanitário e indicadores de saneamento.

References

Audibert JL, Fernandes F 2012. Avaliação qualitativa e quantitativa da emissão de biogás em aterro controlado de médio porte. Revista DAE, (190): 56-73.
Banja M et al 2019. Apoio ao biogás no setor elétrico da UE - Uma análise comparativa. Biomassa e Bioenergia (128): 105313.
Barros RM 2012. Tratado sobre resíduos sólidos: gestão, uso e sustentabilidade. Rio de Janeiro: Interciência; Minas Gerais: Acta.
Barros RM 2016. Energia de biogás da digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos e de aterros sanitários. Revista O Futuro da Energia 1 (1).
Benato A, Macor A 2019. Italian Biogas Plants: Trend Subsidies, Cost, Biogas Composition and Engine Emissions. Energies 12:979.
BRASIL 2010. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatístico. PNSB – Dados censitários. Disponível em: http://www.ibge.gov.br. Acesso em: 02 abr.2020.
BRASIL 2012. Ministério de Meio Ambiente. Aproveitamento energético do biogás de aterro sanitário. Disponível em: http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de residuossolidos/aproveitamento-energetico-do-biogasde-aterro-sanitario. Acesso em: 01 abr. 2020.
BRASIL 2019. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatístico. PNSB – Pesquisa do Saneamento Básico. Disponível em: http://www.ibge.gov.br. Acesso em: 02 abr. 2020.
Candiani G, Viana E 2017. Emissões fugitivas de metano em aterros sanitários. Geousp - Espaço e Tempo (Online) 21 (3): 845-857. Disponível em: http://www.revistas.usp.br/geousp/ article/view/97398. Acesso em: 17/set. 2020.
CETESB 2006. Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Biogás: geração e uso energético – versão 1.0/CETESB. Secretaria de meio Ambiente, Ministério da Ciência e Tecnologia, São Paulo. Disponível em: https://cetesb.sp.gov.br/biogas/softwares/ Acesso em: 07mar. 2020.
Dimitrov R et al 2019. Optimization of biogas composition in experimental studies. E3S Web of Conferences, 8th International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development - TE-RE-RD 112.
Ensinas AV 2003. Estudo da Geração de Biogás no Aterro Sanitário Delta de Campinas-SP. Dissertação, Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 143pp.
EPA 1996. Turning a liability into an asset: a landfill gas-to-energy project development handbook. Landfill Methane Outreach Program - EPA.
EPA 2005. United States Environmental Protection Agency. Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 3.02 user’s guide. Morrisville, NC. Disponível em: http://www.epa.gov/ttn/catc/dir1/landgem-v302.xls > Acesso em: 07 mar. 2020.
Fernandes JG 2009. Estudo da Emissão de Biogás em um Aterro Sanitário Experimental. Dissertação, Universidade Federal de Minas Gerais, 116 pp.
Freire VHN 2018. Estimativa do potencial de produção de biogás em um aterro sanitário para aproveitamento energético. Dissertação, Universidade Federal de Santa Catarina, 102pp.
Gomes LP et al 2015. Avaliação ambiental de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos precedidos ou não por unidades de compostagem. Eng Sanit Ambient 20 (3): 449-462.
Guedes MJF 2018. Estudo das emissões de biogás em aterro de resíduos sólidos urbanos no semiárido brasileiro. Tese, Universidade Federal de Campina Grande, 182pp.
Hoornweg D, Bhada-tata P 2012. O que é um resíduo: uma revisão global do gerenciamento de resíduos sólidos. Documentos de Conhecimento da Série de Desenvolvimento Urbano, Banco Mundial (15).
INTERNATIONAL PANEL ON CLIMATE CHANGE 1996. Guidelines for National Greenhouse Inventories: Reference Manual. Disponível em: <http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs6>. Acesso em: 20 jun. 2020.
Lannicelli AL 2008. Reaproveitamento energético do biogás de uma indústria cervejeira. Dissertação, Universidade de Taubaté, Taubaté, São Paulo, 84 pp.
LMOP 2020. Landfill methane outreach program. Disponível em: http://www.epa.gov/lmop. Acesso em: 23 dez. 2020.
Maciel FJ, Jucá JFT, Codeceira Neto A 2011. Avaliação do projeto piloto de recuperação de biogás no aterro da Muribeca/PE. VI Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétrica (VI CITENEL) e II Seminário de Eficiência Energética do Setor Elétrico (II SEENEL). Disponível em: http://www.mfap.com.br/pesquisa/arquivos/20110930084345-418.pdf Acesso em: 14 set. 2020.
Marques MD 2011. Seleção de áreas para implantação de aterro sanitário simplificado - estudo de caso para o município de Guapó - GO. Dissertação, Universidade Federal de Goiás, 119pp.
Mirmohamadsadeghi S et al 2019. Biogas production from food wastes: A review on recent developments and future perspectives. Bioresource Technology Reports (7): 100202.
Mukherjee, C et al 2020. A review on municipal solid waste-to-energy trends in the USA. Renewable and Sustainable Energy Reviews (119): 109512.
Murtala AM, Shawal NN, Usman HD 2012. Biomass as a renewable source of chemicals for industrial applications. Inter J Eng Sc Technol 4 (02): 721-730.
Muylaert MS et al 2001. Consumo de energia e aquecimento do planeta – Análise do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo - MDL do Protocolo de Quioto: Estudos de caso. Rio de Janeiro: COPPE/UFRJ.
Portella MO, Ribeiro JCJ 2014. Aterros sanitários: aspectos gerais e destino final dos resíduos. Revista Direito Ambiental e Sociedade 4, (1):115-134.
Rasi SE 2009. Biogas composition and upglading to biomethane. Dissertation, University of Jyväskylä, 79 pp.
Rigobello, ES et al 2015. Identificação de compostos orgânicos em lixiviado de aterro sanitário municipal por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. Quim. Nova 38 (6): 794-800.
Silva TN, Campos LMS 2008. Avaliação da produção e qualidade do gás de aterro para energia no aterro sanitário dos bandeirantes - SP. Eng. Sanit. Ambient 13 (1): 88-96.
Silva TR 2012. Metodologia para a determinação teórica da potência ótima conseguida a partir da combustão do biogás gerado em aterro sanitário: Estudo de caso do aterro sanitário de Itajubá-MG. Dissertação. Universidade Federal de Itajubá, 164 pp.
SNIS 2010, 2011, 2012, 2013, 2014. Diagnóstico dos serviços de resíduos sólidos. Brasília: Ministério das Cidades, Brasil.
Tiago Filho GL et al 2011. Analysis of Brazilian SHP policy and its regulation scenario. Energy Policy 39 (10): 6689-6697.
Vieira GEG et al 2015. Produção de biogás em áreas de aterros sanitários: uma revisão. Revista Liberato, Novo Hamburgo 16 (26): 101-220.

Published

2022-08-02

How to Cite

SILVA, Claudionor de Oliveira; KONRAD, Odorico; CALLADO, Nélia Henriques. Biogas Generation in Maceió Landfill from Empirical Models. Fronteiras - Journal of Social, Technological and Environmental Science, [S. l.], v. 11, n. 2, p. 68–82, 2022. DOI: 10.21664/2238-8869.2022v11i2.p68-82. Disponível em: https://periodicos.unievangelica.edu.br/index.php/fronteiras/article/view/4826. Acesso em: 24 nov. 2024.