Digestão anaeróbia de glicerol visando a produção de biohidrogênio
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2017-08-29Metadatos
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As fontes alternativas de energia vem ganhando espaço no cenário atual, e com isso os bioprocessos para produção de energia sustentável vem sendo mais intensivamente investigados. A utilização de resíduos industriais como fontes alternativas de carbono tem ganho destaque, entre estes o glicerol é uma fonte de carbono altamente assimilável por micro-organismos. A digestão anaeróbia é um bioprocesso que utiliza micro-organismos para a degradação da matéria orgânica e produção de biogás. Além de ser utilizado, prioritariamente, para a estabilização da matéria orgânica, atualmente é uma forma promissora para produção de energia. A associação deste bioprocesso com células combustíveis microbianas traz um conceito inovador e interessante para a utilização de resíduos de reator acidogênicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de hidrogênio a partir da digestão anaeróbia de glicerol, além da redução da matéria orgânica e produção de energia. Foi realizado ensaios com a relação carbono/nitrogênio (C/N) 40, 80 e 120, variando a agitação em agitação contínua (100 rpm), agitação de 4 h (100rpm) e sem agitação na temperatura de 55 °C. Após definição da melhor condição para remoção da matéria orgânica foi verificado a produção de hidrogênio com a aplicação de tratamento térmico ao inóculo de 80 °C durante 30 min e 105 °C durante 15 h. Também foi realizado ensaio com reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) e célula combustível microbiana (MFC), operado de forma contínua, o tempo de retenção hidráulico (TRH) do reator UASB foi de 24 h e a temperatura foi de 35 °C. Foram determinados nos ensaios a demanda química de oxigênio (DQO), pH, ácidos orgânicos voláteis (AOV), consumo de glicerol, concentração hidrogênio, volume de biogás, densidade de corrente e potência. Nos ensaios iniciais obteve-se a melhor condição para remoção de matéria orgânica na condição da relação C/N 40 (62,22 %) sem agitação, não havendo diferença significativa entre as demais formas de agitação. A maior produção de hidrogênio foi obtida a 105 °C durante 15 h, 0,345 mmol L-1 e remoção de glicerol de 58 %. No tratamento a 80 °C durante 30 min a presença de metano foi identificada a partir de 18 h de processo, havendo máxima produção de hidrogênio de 0,261 mmol L-1 e remoção de glicerol de 99,74 % ao final de 168 h. Quando avaliou-se o TRH, no reator UASB, como forma de controle das bactérias metanogênicas, não foi possível controlar apenas com o TRH, havendo a presença de metano. Porém, a produção de energia na MFC foi maior no ensaio com relação C/N 120, apresentando densidade de potência de 40 mW m-2. Portanto a relação C/N teve influência na remoção de matéria orgânica e a produção de hidrogênio foi favorecida com a aplicação do tratamento térmico a 105 °C durante 15 h ao lodo, não havendo presença de metano. A MFC é um processo inovador e apropriado para a utilização em reatores acidogênicos, gerando energia e auxiliando na remoção de matéria orgânica.
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