Codigestão anaeróbia de vinhaça e lodo de decantador de ETA aumenta a estabilidade de reatores UASB e a produção de metano.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lima, Vívian de Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Bioenergia; Biogás; Ferro; Recirculação do Efluente; Reatores; Digestão anaeróbia
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/237468

O Brasil é o a maior produtor de etanol de cana-de-açúcar do mundo, e está entre os maiores geradores de vinhaça. Apesar de comumente utilizada em processos de fertirrigação, a aplicação da vinhaça na digestão anaeróbia é capaz de fornecer bioenergia com a utilização do biogás. Entretanto, ainda são necessários estudos buscando o aumento da estabilidade e da eficiência de produção de metano. Para isso, estratégias de operação, como a codigestão e a adição de micronutrientes, especialmente o ferro, tornam-se interessantes. Neste trabalho foi avaliado o desempenho de dois sistemas de tratamento, compostos por reatores UASB em dois estágios, operados em condições de temperatura mesofílica (R1M e R2M) e termofílica (R1T e R2T), na digestão anaeróbia da vinhaça. Os reatores foram operados com cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes de até 23,0 g DQOtotal L-1 d-1 (R1M) e 22,0 g DQOtotal L-1 d-1 (R1T), e aplicação da recirculação do efluente para aproveitamento de alcalinidade e nutrientes. Em seguida, foi realizada a codigestão de lodo de ETA e vinhaça nas proporções de 25:75, 35:65 e 50:50 (v/v) em ambos os sistemas. A digestão anaeróbia da vinhaça com aplicação de 20,0 g DQOtotal L-1 d-1 promoveu desestabilização dos reatores mesofílicos e termofílicos. A codigestão da vinhaça com 35 % e 50% de lodo de ETA, com COV próxima a 20,0 g DQOtotal L-1 d-1, observou-se a recuperação dos reatores UASB mesofílico e termofílico com redução significativa dos ácidos voláteis totais (AVT), aumento da alcalinidade e da produção de biogás. A maior produção volumétrica de metano (PVM) foi obtida na codigestão de vinhaça e lodo de ETA na proporção 50:50 (v/v), com concentrações médias de Fe de 424,0 mg L-1 e 211,0 mg L-1 nos afluentes do R1M e R1T, respectivamente. Após a codigestão, o R1M aumentou de 0,57 para 3,23 m3 CH4 m-3d-1 com COV média de 22 g DQOtotal L-1 d-1, e o R1T aumentou de 1,10 m3 CH4 m-3d-1 com COV de 16,4 g DQOtotal L-1 d-1 para 3,0 m3 CH4 m-3d-1 com COV de 20,0 g DQOtotal L-1 d-1. Na digestão anaeróbia da vinhaça, o sistema termofílico apresentou maior PVM em relação ao mesofílico, para COV de até 15,0 g DQOtotal L-1d-1. Para a aplicação de cargas orgânicas mais elevadas, o sistema mesofilico demonstra maior capacidade de suporte e estabilidade. A codigestão com lodo de ETA de 35% e 50% promove benefícios similares nos dois sistemas, não havendo diferenças significativas na eficiência de remoção de DQOtotal no R1M e R1T e na PVM total (R1 + R2). Portanto, a adição de ferro por meio do lodo de ETA em codigestão anaeróbia com a vinhaça melhora a estabilidade dos reatores UASB em condições mesofílica e termofílica e aumenta a produção de metano.