Mathematical modeling of bovine manure treatment by anaerobic digestion
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Abstract
Brazilian livestock stands out worldwide, however it generates organic waste that requires adequate treatment to avoid environmental impacts. The present study is based on the hypothesis that anaerobic digestion can be used for the efficient treatment of livestock waste. Bovine manure from beef cattle was used as substrate and sludge from an anaerobic starch biodigester was used as inoculum. The factors inoculum mixing ratio (IMR) (%) and operating time (OT) of the anaerobic biodigesters (days) were controlled, with their effects on the color, turbidity and COD parameters being evaluated using a CCRD. The highest efficiency of the system was observed for turbidity removal (96.94%). The IMR factor, quadratic term, had a significant effect on the removal of turbidity and color. Although COD removal was not high, similar results were observed in the literature. The mathematical model for turbidity was statistically significant, presenting a p-value of 0.03. The biogas produced by experimental test 08, showed 82.0% methane, 16.0% carbon dioxide and a total absence of hydrogen sulfide. The anaerobic biodigestion technique is indicated for the treatment of cattle waste using starch effluent biodigester inoculum, however it is suggested that researchers in the area carry out additional research under experimental conditions different from those tested in the present study.
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