Ozônio flotação na colheita de microalgas cultivadas em efluente sanitário
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2018-09-04Metadatos
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A falta de tratamento dos efluentes sanitários acarreta diversos problemas, tanto de saúde pública como problemas ambientais. E pode ser reduzido utilizando esse efluente sanitário como fonte de nutrientes para crescimento de microalgas. Além de proporcionar o tratamento da água, reduzir custos, as microalgas também podem ser utilizadas para diversos fins, como a produção de biocombustíveis. No entanto, um dos maiores desafios para o uso de microalgas é o método de colheita, por não ser vantajoso em termos de custos. Dentre os métodos de colheita encontram-se a coagulação/floculação e a ozônio flotação. O primeiro é um método de colheita de baixo custo, mas que necessita a adição de coagulantes, geralmente com metais, que podem provocar a contaminação da biomassa colhida restringindo seu uso posterior. A ozônio flotação agrega as propriedades físicas da flotação e a ação oxidante do ozônio que em contato com as células propiciam a colheita, liberam biomoléculas, inclusive as proteínas que são consideradas biosurfactantes reduzindo a possibilidade de coalescência das bolhas de ozônio. A formação das bolhas é um dos parâmetros mais importantes na flotação pois influenciam no tempo de reação na coluna, na probabilidade de colisão e captura das microalgas. O objetivo geral do presente trabalho consistiu em avaliar parâmetros que influem na ozônio flotação em sistema trifásico (efluente sanitário – microalgas – bolhas de ozônio) visando à separação de microalgas cultivadas em água residual para geração de biocombustível. E também, para a ozônio flotação foi determinada a influência da vazão de ozônio, altura da coluna e concentração de biomassa inicial no tamanho das bolhas de ozônio em sistema trifásico (efluente sanitário– microalgas – ozônio). Os resultados mostraram que a microalga Scenedesmus obliquus cultivadas em um reator de alta taxa é eficiente na remoção de nutrientes da água residual, obtendo completa remoção de nitrogênio amoniacal, remoção de 93% para nitrogênio total e 61% de ortofosfato. Quanto à comparação entre coagulação/floculação e ozônio flotação, na colheita com ozônio se obteve melhores resultados de qualidade da água para a maioria dos parâmetros (NH3-N, NTK, nitrato e nitrito), exceto para ortofosfato. Também foi obtida a maior recuperação de lipídeos, carboidratos e proteínas que foram de 0,32 ± 0,03, 0,33 ± 0,025 e 0,58 ± 0,014 mg/mg de biomassa. Ao contrário da coagulação/floculação que houve uma menor recuperação de 0.21 mg de lipídeos/mg de biomassa e 0,12 – 0,23 mg de proteína/mg de biomassa. Quanto à eficiência de colheita para coagulação/floculação foi obtida até 98% utilizando 2 g de sulfato de alumínio/ L e para ozônio flotação se obteve até 91.5% quando aplicado uma concentração de O3 de 0,16 mg de O3/mg de biomassa. A vazão de ozônio, a altura na coluna à qual foram capturadas as imagens e a concentração inicial de microalgas interfere diretamente no tamanho das bolhas, assim como na oxidação das células de microalgas e na transferência de O3. A ação das proteínas como biosurfactantes, reduziram o tamanho das bolhas, ou seja, quanto maior foi a concentração de biomassa inicial na coluna maior a liberação de proteínas e assim menor foram os tamanhos das bolhas obtidas para todas as vazões de ozônio avaliadas (0.2, 0.6 e 1 L/min).
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