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http://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/26749| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Remoção de nutrientes de soluções aquosas utilizando biochar de composto exaurido da produção de cogumelos |
| Título(s) alternativo(s): | Nutrient recovery from wastewater using biochar produced from spent compost from mushroom production |
| Autor(es): | Ferreira, Yuri Marinho |
| Orientador(a): | Nascentes, Alexandre Lioi |
| Primeiro coorientador: | Paes, Juliana Lobo |
| Primeiro membro da banca: | Nascentes, Alexandre Lioi |
| Segundo membro da banca: | Veneu, Diego Macedo |
| Terceiro membro da banca: | Silva, Leonardo Duarte Batista da |
| Palavras-chave: | Biocarvão;adsorção;valorização de resíduos;shiitake;shimeji;Biochar;adsorption;waste valorization |
| Área(s) do CNPq: | Engenharia Agrícola |
| Idioma: | por |
| Data do documento: | 30-jul-2025 |
| Editor: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
| Sigla da instituição: | UFRRJ |
| Departamento: | Instituto de Tecnologia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental |
| Citação: | FERREIRA, Yuri Marinho. Remoção de nutrientes de soluções aquosas utilizando biochar de composto exaurido da produção de cogumelos. 2025. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola e Ambiental) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2025. |
| Resumo: | A produção de cogumelos utiliza um substrato preparado a partir de palhas, bagaços e serragens, que após seu esgotamento passa a ser um resíduo agroindustrial comumente chamado de composto exaurido de cogumelo (CEC). Estima-se uma geração de 5 kg de CEC por kg de cogumelos. Uma técnica promissora de valorização de resíduos é sua conversão em biochar (biocarvão) por meio de pirólise. O biochar pode ser utilizado para remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) presentes em águas residuárias que, quando adequadamente removidos, podem ser reutilizados na agricultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de remoção de nutrientes de águas residuárias por biochar de CEC. Foram produzidos 2 tipos de biochar, um a partir do CEC de shiitake (BCST) e outro a partir do CEC de shimeji (BCSJ), variando-se a temperatura de pirólise (380oC; 400°C; 500°C; 600°C; 620°C) e a ativação do biochar (com tratamento químico por MgCl2). Foram realizados ensaios preliminares de remoção de nitrogênio amoniacal, nitrato e fósforo total, após contato de 24h, a uma dosagem de biochar de 30g/L. Em seguida foram conduzidos experimentos variando-se os fatores temperatura de pirólise (380°C; 400°C; 500°C; 600°C e 620°C) e dosagem de biochar (4,5 g/L; 5 g/L; 7,5 g/L; 10 g/L; 10,5 g/L) para BCST e BCSJ. Nos ensaios preliminares, o biochar com tratamento químico obteve remoções de 11,1%, 3,3% e 98,1% de nitrogênio amoniacal, nitrato e fósforo total, respectivamente, após 24h, a uma dosagem de biochar de 30g/L. O biochar de CEC de shiitake com tratamento químico por MgCl2 teve a máxima capacidade adsortiva (qe = 21,26 mg/g), quando produzido a 500°C e submetido à menor dosagem do adsorvente, e em todas as condições experimentais as eficiências foram superiores a 93,0%. Já o biochar de CEC de shimeji com tratamento químico teve eficiência de remoção de fósforo total superior a 99,3% em todos os tratamentos avaliados, destacando seu elevado potencial como adsorvente de fósforo com vistas a remoção e recuperação desse nutriente, especialmente com fins de posterior aplicação agrícola. |
| Abstract: | Mushroom production utilizes a substrate prepared from straws, bagasse, and sawdust, which, after depletion, becomes an agro-industrial residue commonly known as spent mushroom substrate (SMS). It's estimated that 5 kg of SMS are generated per kg of mushrooms produced. A promising technique for waste valorization is its conversion into biochar through pyrolysis. Biochar can be used for the removal of nutrients (nitrogen and phosphorus) present in wastewater, which, when adequately removed, can be reused in agriculture. This work aimed to evaluate the nutrient removal capacity from wastewater by SMS biochar. Two types of biochar were produced: one from shiitake SMS (BCST) and another from shimeji SMS (BCSJ), varying the pyrolysis temperature (380oC; 400°C; 500°C; 600°C; 620°C) and biochar activation (with chemical treatment by MgCl2). Preliminary tests were conducted for the removal of ammoniacal nitrogen, nitrate, and total phosphorus after 24 hours of contact, at a ratio of 30g of biochar per liter of solution. Subsequently, experiments were carried out varying the pyrolysis temperature (380°C; 400°C; 500°C; 600°C; and 620°C) and biochar proportion (4.5 g/L; 5 g/L; 7.5 g/L; 10 g/L; 10.5 g/L) for both BCST and BCSJ. In preliminary tests, the chemically treated biochar achieved removals of 11.1%, 3.3%, and 98.1% for ammoniacal nitrogen, nitrate, and total phosphorus, respectively, after 24 hours at a ratio of 30g of biochar per liter of solution. The shiitake SMS biochar with chemical treatment by MgCl2 showed the maximum adsorptive capacity (qe=21.26 mg/g) when produced at 500°C and subjected to the lowest adsorbent dosage, and in all experimental conditions, the efficiencies were above 93.0%. The shimeji SMS biochar with chemical treatment, on the other hand, had a total phosphorus removal efficiency greater than 99.3% in all evaluated treatments, regardless of the pyrolysis temperature and the initial total phosphorus concentration, highlighting its high potential as a phosphorus adsorbent for the removal and recovery of this nutrient, especially for subsequent agricultural application. |
| URI: | http://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/26749 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Agrícola e Ambiental |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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