Efeito da suplementação com Sulfato de Ferro (FeSO4) na vinhaça sobre a produção de biogás

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Leite, Gabriela Maria Ferreira Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anaerobic digestion; Biodigestão anaeróbia; Biogas; Biogás; Suplementação; Supplementation; Vinasse; Vinhaça
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-08052020-152836/

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 às 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 a redução de possíveis compostos nocivos à microbiota do solo. Além disso, promove a produção do biogás, o qual é classificado como biocombustível. O processo de biodigestão anaeróbia, por sua vez, pode ser influenciado por diversos fatores, os quais estão relacionados com o substrato, as características do biodigestor, bem como as condições de operação. Por esses motivos, este projeto teve como objetivo verificar o efeito da suplementação da vinhaça com sulfato de ferro, a fim de promover o aumento de produtividade e de eficiência do processo de produção de biogás, através de processo de biodigestão anaeróbia. Foram utilizados dois biorreatores (R1 e R2) do tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) com capacidade de 50 litros e volume reacional de 34,5 litros cada, operados sob temperatura de 38ºC, com tempo de detenção 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 1000 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), 68,06 (±0,84) L dia-1 e 66,80 (±0,81) L dia-1, 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 no T2 (70,11%). Todos os tratamentos apresentaram concentração elevada de sulfato. Não houve acúmulo de ácidos orgânicos no processo, sendo que o T1 apresentou a menor concentração (211,93 ± 70,93) mg L-1 de ácido acético e o T2 a maior concentração (280,15 ± 64,38) mg L-1 desse elemento. No tocante aos teores de cátions, o cálcio expressou a maior porcentagem de remoção, 64,34%, 63,16% e 60,77% T1, T2 e T3, respectivamente. Os valores de pH foram 7,81 (T1), 7,74 (T2) e 7,79 (T3). A relação alcalinidade parcial/alcalinidade intermediária (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). A concentração de ácidos voláteis totais (AVT) foi maior para o T1 (387,74 ± 84,47) e menor para o T3 (310,78 ± 19,67). 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 verificou-se acúmulo de produtos intermediários.