BIODIGESTÃO ANAERÓBIA EM SUBSTRATO COM ALTAS CONCENTRAÇÕES DE SULFATO
A agroindústria sucroenergética possui vários desafios, dentre eles, transformar passivos ambientais em ativos, gerando riquezas, diminuindo custos com gestão de resíduos e melhorando os índices de sustentabilidade desse setor. Entre esses passivos ambientais, a vinhaça se caracteriza pelo alto volume gerado e altas concentrações de material orgânico. Nesse contexto, verifica-se a necessidade de dar uma finalidade nobre para esse subproduto. A biodigestão anaeróbia é uma tecnologia que proporciona a redução da Demanda Química de Oxigênio (DQO), neutralização do pH e promove a produção do biogás, o qual é classificado como biocombustível. Neste estudo, foram utilizados dois biorreatores (R1 e R2) do tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) com capacidade de 50 litros e volume útil de 34,5 litros cada, operados sob temperatura de 38 ºC, com tempo de retenção hidráulica de 24 horas por 63 dias. Foram avaliadas duas dosagens de suplementação da vinhaça com sulfato de ferro (FeSO4), 500 mg L-1 (T2) e 1.000 mg L-1 (T3). Também foi conduzido um tratamento controle, sem a adição do sulfato de ferro (T1). Os ensaios foram realizados em triplicatas, sendo que cada ensaio teve a duração de 7 dias. Os resultados obtidos demonstraram que as produções de biogás foram 68,23 (±2,98) L dia-1, 68,06 (±0,84) L dia-1 e 66,80 (±0,81) L dia-1, para T1, T2 e T3, respectivamente. O teor de metano foi 61,97% (±0,05), 60,41% (±0,32) e 61,65% (±1,45) para T1, T2 e T3 respectivamente. A maior remoção de DQO foi observada em T2 (70,11±2,02%). Todos os tratamentos apresentaram relação DQO/Sulfato menor que 0,67, e o T2 apresentou a menor relação (0,41). Os valores de pH foram 7,81 (T1), 7,74 (T2) e 7,79 (T3). A relação alcalinidade intermediária/alcalinidade parcial (AI/AP) na vinhaça submetida ao T1 foi de 0,11 (±0,01), nos tratamentos T2 e T3 a relação foi de 0,12 (±0,01). Dentre os três tratamentos, a concentração de ácidos voláteis totais (AVT) foi maior para o T1 (387,74 ± 84,47 mg de CH3COOH L-1) e menor para o T3 (310,78 ± 19,67 mg de CH3COOH L-1). Não houve acúmulo de ácidos orgânicos no processo, sendo que o T1 apresentou a menor concentração de ácido acético (211,93 ± 70,93) mg L-1 e o T2 a maior concentração (280,15 ± 64,38) mg L-1 em relação aos três tratamentos estudados. A utilização da solução de FeSO4 não permitiu atingir o aumento da produtividade e da qualidade do biogás obtido no processo de biodigestão anaeróbia da vinhaça. Entretanto, o processo foi estável e não se verificou acúmulo de ácidos voláteis e nem colapso no biorreator.
BIODIGESTÃO ANAERÓBIA EM SUBSTRATO COM ALTAS CONCENTRAÇÕES DE SULFATO
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DOI: 10.22533/at.ed.0902111024
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Palavras-chave: Vinhaça, biodigestão anaeróbia, sulfato de ferro, biogás
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Keywords: Vinasse, anaerobic digestion, iron sulfate, biogás
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Abstract:
The sucroenergetic agroindustry has several challenges, including transforming environmental liabilities into assets, generating wealth, reducing costs with waste management and improving the sustainability indexes of this sector. Among these environmental liabilities, vinasse is characterized by the huge volume generated and high concentrations of organic material. In this context, there is a need to give a noble purpose to this by-product. Anaerobic biodigestion is a technology that reduces the Chemical Oxygen Demand (COD), neutralizes the pH and promotes the production of biogas, which is classified as biofuel. In this study, two UASB-type bioreactors (R1 and R2) were used (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) with a capacity of 50 liters and a useful volume of 34.5 liters each, operated under a temperature of 38 ºC, with hydraulic retention time of 24 hours for 63 days. Two dosages of supplementation of vinasse with iron sulfate (FeSO4), 500 mg L-1 (T2) and 1.000 mg L-1 (T3) were evaluated. A control treatment was also conducted, without the addition of iron sulfate (T1). The trials were carried out in triplicates, with each trial lasting 7 days. The results obtained demonstrated that the biogas production was 68.23 (± 2.98) L dia-1, 68.06 (± 0.84) L dia-1 and 66.80 (± 0.81) L dia-1, for T1, T2 and T3, respectively. The methane content was 61.97% (± 0.05), 60.41% (± 0.32) and 61.65% (± 1.45) for T1, T2 and T3 respectively. The highest COD removal was observed in T2 (70.11 ± 2.02%). All treatments had a COD/Sulfate ratio less than 0.67, and T2 had the lowest ratio (0.41). The pH values were 7.81 (T1), 7.74 (T2) and 7.79 (T3). The intermediate alkalinity / partial alkalinity (AI / AP) ratio in vinasse submitted to T1 was 0.11 (± 0.01), in treatments T2 and T3 the ratio was 0.12 (± 0.01). Among the three treatments, the concentration of total volatile acids (AVT) was higher for T1 (387.74 ± 84.47 mg of CH3COOH L-1) and lower for T3 (310.78 ± 19.67 mg of CH3COOH L-1). There was no accumulation of organic acids in the process, with T1 having the lowest concentration of acetic acid (211.93 ± 70.93) mg L-1 and T2 having the highest concentration (280.15 ± 64.38) mg L-1 in relation to the three treatments studied. The use of the FeSO4 solution did not allow to achieve an increase in the productivity and quality of the biogas obtained in the anaerobic biodigestion process of vinasse. However, the process was stable and there was no accumulation of volatile acids or collapse in the bioreactor.
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Número de páginas: 16
- Rubens Perez Calegari
- Tamires Marques Faria
- Laysa Maciel Lewandowski Meira Prado
- Eric Alberto da Silva
- Maria Carolina Pastre
- Layna Amorim Mota
- Antonio Sampaio Baptista
- Gabriela Maria Ferreira Lima Leite
