Vinhaça em reatores anaeróbios horizontais de alta taxa, em série: efeito do aumento gradual das cargas orgânicas volumétricas na produção de biogás e nas populações microbianas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Santana Junior, Aureo Evangelista
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Arquéias metanogênicas; Bioenergia; digestão anaeróbia; Metano; Recirculação do efluente
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/158301

A importância da recuperação de recursos da vinhaça de cana-de-açúcar para fins de produção de energia associado à sua destinação adequada é uma política pública atual para o setor sucroenergético. Os reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) têm vantagens construtivas, econômicas, operacionais e de desempenho no tratamento de efluentes complexos, mas ainda não foram estudados com a vinhaça. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar quatro RAHLF, em série (R1, R2, R3 e R4) no tratamento da vinhaça, com carga orgânica volumétrica (COV) 5 até 45 g DQOtotal (L d)-1 no R1 e com o uso da recirculação do efluente do R4. Com os RAHLF em série ocorreu estabilidade e, após a primeira entressafra, a retomada do sistema de tratamento, com aumento gradual da COV até valores elevados, foi bem sucedida. A partida do sistema com COV elevada, na segunda entressafra, provocou acidificação dos reatores e com a manutenção da recirculação do efluente a alcalinidade e o pH foram novamente apropriados para a digestão anaeróbia, o sistema foi recuperado e alcançou estabilidade. As maiores remoções de DQOtotal e produções de metano ocorreram no R1 e R2; no entanto, o R3 e R4 contribuíram para melhorar a estabilidade do sistema e atingir eficiência (60%) e conversão (0,24 L CH4 (g DQO removida)-1) mais altas sob COV elevada. As produções volumétricas de metano aumentaram com a COV e foram máximas com 20,0 g DQOtotal (L d)-1 no R1, alcançando valor de 1,07 L CH4 (L d)-1 no sistema e biogás com 60 a 80% de CH4. Nestas condições verificaram-se concentrações similares de micro-organismos dos domínios Bacteria e Archaea (108 a 109 cópias do gene 16S rDNA/g SV) indicando situação favorável para o processo anaeróbio. Predominaram arquéias metanogências acetotróficas e mixotróficas da ordem Methanosarcinales (107 a 109 cópias do gene 16S rDNA/g SV) seguidas das hidrogenotróficas da ordem Methanomicrobiales (104 a 107 cópias do gene 16S rDNA/g SV) demonstrando que a produção de metano ocorreu por ambas as vias. Para realizar a metanogênese acetotrófica, as maiores concentrações de arquéias, no R1, R2 e R4, foram da família Methanosaetaceae (107 cópias do gene 16S rDNA/g SV).