Co-digestão anaeróbia de glicerol bruto e esgoto sanitário em reatores anaeróbios de leito fluidificado visando a produção de hidrogênio e metano (2023)
- Authors:
- Autor USP: AMUI, MARIANA MIZIARA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-26102023-115141
- Subjects: DIGESTÃO ANAERÓBIA; ESGOTOS SANITÁRIOS; BIOGÁS; FERMENTAÇÃO
- Keywords: Glicerina
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A questão da energia limpa e renovável tem sido estimulada a partir da crescente preocupação com a utilização de combustíveis fósseis em grande escala. >> neste contexto em que se inserem os avanços em estudos e tecnologias em busca de energia limpa e biocombustíveis como biodiesel e biogás. O glicerol bruto, subproduto gerado no processo de produção do biodiesel, e potencial passivo ambiental excedente, possui elevada concentração de matéria orgânica, alto teor de carbono e poder de digestibilidade. Tais características fazem desse substrato um potencial gerador de biogás, podendo ser utilizado em associação a outros substratos durante a digestão anaeróbia. Posto isso, o presente trabalho visa associar o uso do glicerol bruto ao esgoto sanitário, de modo a avaliar a eficiência na produção de hidrogênio (H2) e metano (CH4), a partir da codigestão em Reatores Anaeróbios de Leito Fluidificado (RALF). Com esse objetivo, o presente estudo utilizou três reatores, confeccionados em acrílico, submetidos a condições mesofílicas (30 ± 2 ºC). Os reatores foram operados continuamente, sendo um deles metanogênico de fase única (controle) (RALF-CM), enquanto os demais funcionaram em duas fases, sendo um reator acidogênico (RALF-A) e um sequencial metanogênico (RALF-SM). O RALF-CM foi submetido a diversas taxas de carregamento orgânico (TCO), a partir da variação dos tempos de detenção hidráulica (TDH) de 8, 12, 16 e 24 h, e das concentrações de 1,0, 1,5 e 3,0 g DQO.L^[-1], as quais foramaplicadas progressivamente. O RALF-A, por sua vez, operou com TDH fixo em 2 h, mas com progressão de concentração de DQO de 1,0 a 3,0 g DQO.L^[-1]. O RALF-SM foi alimentado a partir do efluente acidogênico, e teve variações de TDH de 6, 12 e 18 h. Em todos os casos, a concentração de esgoto se manteve fixa em 500 mg DQO.L^[-1], enquanto a solução de glicerol sofreu as variações de concentração de DQO. O RALF-CM obteve rendimento máximo de CH4 (169,3 mL CH4.kg^[-1] DQOrem) na TCO de 4,5 g DQO.L^[-1].d^[-1] (1,5 g DQO.L^[-1] e TDH 8 h) e produtividade volumétrica de metano (PVM) máxima de 30,5 mL CH4.L^[-1].h^[-1]. O RALF-A obteve rendimento máximo de H2 (1,5 mmol H2.g^[-1] DQOadd) e produtividade volumétrica de hidrogênio (PVH) (31,2 mL H2.L^[-1].h^[-1]) na concentração de 1,5 g DQO.L^[-1]. Como consequência da etapa acidogênica, o RALF-SM apresentou máximo rendimento de CH4 (213 mL CH4.g^[-1] DQOrem) e máxima PVM (28,8 mL CH4.L^[-1].h^[-1]). Quanto ao potencial energético, o RALF-CM produziu 45,84 kJ.d^[-1] em sua melhor fase, enquanto o RALF-A produziu 14,17 kJ.d^[-1] e o RALF-SM produziu 34,14 kJ.d^[-1] em sequência. No reator acidogênico, além da produção de hidrogênio foi detectada a produção de etanol, com valor máximo de 456 mg.L^[-1]. Em ambos os casos, com o aumento da concentração de DQO para 3,0 g DQO.L^[-1], os reatores passaram a ter seus resultados reduzidos, chegando a zero no caso do RALF-CM. As análises de sequenciamento do gene 16 sRNA e do perfilmetabólico indicaram genes do metabolismo de metano e vias de fixação do carbono e glicólise em maiores proporções nos RALF-CM e RALF-SM, enquanto os genes do metabolismo de ácidos graxos e biossíntese de ácidos graxos instaurados foram inferidas majoritariamente no RALF-A
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 12.09.2023
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- Cor do Acesso Aberto: gold
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ABNT
AMUI, Mariana Miziara. Co-digestão anaeróbia de glicerol bruto e esgoto sanitário em reatores anaeróbios de leito fluidificado visando a produção de hidrogênio e metano. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-26102023-115141/. Acesso em: 01 jun. 2024. -
APA
Amui, M. M. (2023). Co-digestão anaeróbia de glicerol bruto e esgoto sanitário em reatores anaeróbios de leito fluidificado visando a produção de hidrogênio e metano (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-26102023-115141/ -
NLM
Amui MM. Co-digestão anaeróbia de glicerol bruto e esgoto sanitário em reatores anaeróbios de leito fluidificado visando a produção de hidrogênio e metano [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-26102023-115141/ -
Vancouver
Amui MM. Co-digestão anaeróbia de glicerol bruto e esgoto sanitário em reatores anaeróbios de leito fluidificado visando a produção de hidrogênio e metano [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-26102023-115141/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2023.tde-26102023-115141 (Fonte: oaDOI API)
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