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https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18411Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor1 | Tavares Neto, Julio Inacio Holanda | - |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4287246487119988 | pt_BR |
| dc.creator | Silva Neto, Joaquim Pedro da | - |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2082581275204860 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2026-08-19T03:07:58Z | - |
| dc.date.available | 2026-08-18 | - |
| dc.date.available | 2026-08-19T03:07:58Z | - |
| dc.date.issued | 2026-06-01 | - |
| dc.identifier.citation | SILVA NETO, Joaquim Pedro da. Produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com reator UASB. 2026. 55f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Agrimensura) – Campus de Engenharias e Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas, Rio Largo, 2026. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18411 | - |
| dc.description.abstract | The production of hydrogen from renewable and waste sources has become a strategic alternative for energy matrix diversification and waste valorization within the circular economy framework. This study aimed to develop and apply a phenomenological mathematical model to simulate the behavior of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor operated under acidogenic conditions for fermentative hydrogen production from sanitary sewage. The model was computationally implemented in Python, considering the dynamics of substrate consumption (Chemical Oxygen Demand – COD), microbial growth, and accumulated H2 production, incorporating the effects of pH and hydraulic retention time (HRT) on fermentative activity and methanogenic competition. Two operational scenarios were simulated: conventional sanitary sewage (COD of 731.5 mg/L) and sewage with enhanced organic load (COD of 1,045 mg/L), both with COD removal maintained close to 30% to ensure acidogenic conditions. Results indicated that the pH range between 5.0 and 5.4 and HRT between 3 and 4 hours provided the best conditions for hydrogen production, with volumetric productivities on the order of 10−4 mol/(L·h) (5.04 × 10−4 mol/(L·h) in the conventional scenario and 5.67 × 10−4 mol/(L·h) in the enriched scenario) and total accumulated hydrogen production of 2,456.36 mol in the first scenario and 4,167.95 mol in the organic enrichment scenario. Increasing the influent organic load significantly enhanced hydrogen production without altering the relative COD removal efficiency, highlighting the process dependence on the availability of fermentable substrates. It is concluded that the UASB reactor operated under acidogenic conditions has potential as an energy pretreatment stage in wastewater treatment plants, provided it is associated with co-digestion strategies to enable fermentative hydrogen production, aligning with circular economy and energy transition principles. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Alagoas | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Curso de Engenharia de Energia - Bacharelado | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFAL | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | hidrogênio | pt_BR |
| dc.subject | reator UASB | pt_BR |
| dc.subject | esgoto sanitário | pt_BR |
| dc.subject | fermentação acidogênica | pt_BR |
| dc.subject | modelagem matemática | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS | pt_BR |
| dc.title | Produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com reator UASB | pt_BR |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso | pt_BR |
| dc.description.resumo | A produção de hidrogênio a partir de fontes renováveis e residuais tem se consolidado como uma alternativa estratégica para a diversificação da matriz energética e a valorização de resíduos no contexto da economia circular. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e aplicar um modelo matemático fenomenológico para simular o comportamento de um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) operado em regime acidogênico para a produção fermentativa de hidrogênio a partir de esgoto sanitário. O modelo foi implementado computacionalmente em linguagem Python, considerando as dinâmicas de consumo de substrato (Demanda Química de Oxigênio – DQO), crescimento microbiano e produção acumulada de H2, com incorporação dos efeitos do pH e do tempo de detenção hidráulica (TDH) sobre a atividade fermentativa e a competição metanogênica. Foram simulados dois cenários operacionais: esgoto sanitário convencional (DQO de 731,5 mg/L) e esgoto com enriquecimento de carga orgânica (DQO de 1.045 mg/L), ambos com remoção de DQO mantida próxima de 30% para garantir o regime acidogênico. Os resultados indicaram que a faixa de pH entre 5,0 e 5,4 e TDH entre 3 e 4 horas proporcionou as melhores condições para produção de hidrogênio, com produtividades volumétricas da ordem de 10−4 mol/(L·h) (5,04 × 10−4 mol/(L·h) no cenário convencional e 5,67 × 10−4 mol/(L·h) no cenário enriquecido) e produção acumulada total de hidrogênio de 2.456,36 mol no primeiro cenário e 4.167,95 mol no cenário com enriquecimento orgânico. O aumento da carga orgânica afluente elevou significativamente a produção de hidrogênio, sem alterar a eficiência relativa de remoção de DQO, evidenciando a dependência do processo em relação à disponibilidade de substratos fermentáveis. Conclui-se que o reator UASB operado em regime acidogênico apresenta potencial como etapa de pré-tratamento energético em estações de tratamento de esgoto, desde que associado a estratégias de codigestão para viabilizar a produção fermentativa de hidrogênio, alinhando-se aos princípios da economia circular e da transição energética. | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE ENERGIA - CECA | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| Produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com reator UASB.pdf | 2.08 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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