Avaliação da capacidade de produção de metano em sistemas UASB tratando vinhoto sob diferentes condições operacionais. - SANTOS, Vagner Sales dos. (2013)
Vinhoto é a água residuária das destilarias de etanol, que tem uma concentração elevada de material orgânico solúvel em água. Se esta água residuária é submetida a um tratamento anaeróbico, o objectivo principal será de gerar metano a uma taxa elevada, que pode então ser utilizado para a produção de energia eléctrica. A taxa de produção de metano depende da viabilidade de manter uma grande massa de lodo com uma elevada atividade metanogénica no reator. Na presente dissertação se descreve uma investigação experimental para avaliar se a taxa de produção de metano pode ser aumentada através da otimização de dois parâmetros operacionais: (1) temperatura e (2) a carga específica de material orgânico (DQO). Para avaliar o efeito da temperatura dois reatores idênticos foram operados a temperaturas ótimas da faixa mesofílica e termofílica: 37 e 54 oC, respectivamente. Sobrecarga orgânica sistemática dos reatores foi aplicada para estimular a acumulação de Methanosarcina e, eventualmente, substituir Methanosaeta. Esperava-se que a manutenção de uma alta concentração de material orgânico resultasse no desenvolvimento de uma lodo mais ativo, porque tal condição favorece o crescimento das Methanosarcia e estas têm uma capacidade de produção específica de metano muito maior que as Metanosaeta que normalmente predominam em sistemas de tratamento de água residuária. Uma investigação experimental de 180 dias, em escala piloto mostrou que as Methanosarcina não foram capazes de estabelecer-se como a população dominante sob as condições de sobrecarga num sistema de reator de fluxo ascendente. Isto é, provavelmente devido à sua propensão reduzida para se incorporar nos grânulos de lodo. Observou-se também que, nos reactores termofílicas um fenómeno de coagulação térmica de proteínas restringiu o transporte de material orgânico para os microrganismo, prejudicando severamente a produção de metano. No entanto, foi realmente possível digerir vinhaça a uma taxa muito elevada em reatores UASB mesófilos: taxas de conversão na faixa de 40 a 50 kgCOD/m3/d foram obtidos. Esta taxa muito elevada de digestão e consequentemente de produção de metano abre a possibilidade de alcançar uma produção de energia eléctrica de mais de 2 kW/m3 de reactor, com excelentes perspectivas econômicas.