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Título: Solubilização de matéria orgânica e nutrientes do lodo algáceo de uma lagoa de estabilização através de processos hidrolíticos alcalino e térmico
Autor(es): Lamberti, Gisele Gavazza
Orientador: Gonçalves, Ricardo Franci
Palavras-chave: Processos Hidrolíticos
Biodegradabilidade
Data do documento: 23-Mar-2017
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A fim de otimizar a biodegradabilidade do lodo algáceo durante a digestão anaeróbia, diversos processos de hidrólise têm sido estudados para promover o aumento da produção de energia pela hidrólise celular algácea e geração de diferentes subprodutos. A presente pesquisa tem como foco dois tipos de processos hidrolíticos, térmicos e alcalinos do lodo algáceo, a fim de aumentar a biodegradabilidade no processo de digestão anaeróbia através da solubilização de carbono orgânico, nitrogênio e fósforo. O projeto de pesquisa faz parte da análise de eficiência energética de uma estação de tratamento de esgoto localizada na cidade de Vila Velha-ES, visando reduzir o consumo e demanda de energia durante os processos de tratamento. O lodo algáceo mixotrófico coletado através de coagulação floculação decantação, e desaguamento apresentou uma concentração média de sólidos totais de 35.1 g/L, e em seguida foram realizadas análises de solubilização de matéria orgânica (DQOs), nutrientes e exopolímeros. Para esta pesquisa, na hidrolise térmica à temperatura de 90°C, foi possível uma solubilização de 19% da DQOs, enquanto no processo alcalino à pH 12, houve incremento de 21%. Foi possível identificar a crescente solubilização de carboidratos com o aumento de temperatura, porém o mesmo padrão não foi observado durante o processo alcalino. A mudança de cor da biomassa durante o tempo de reação de hidrólise para uma coloração mais marrom induz a aferir que houve reações de Maillard durante os processos hidrolíticos, com reações entre carboidratos solúveis e proteínas solúveis. Foi identificada redução da concentração de íons fosfato solúvel na amostra ao longo dos processos hidrolíticos, o que pode ser resultado da precipitação destes com demais cátions como Ca2+ e Mg2+, levando a precipitação de compostos de hidroxiapatita e estruvita. Desta forma, ambos processos hidrolíticos mostraram resultados satisfatórios quanto a solubilização de material orgânico, nutrientes, carboidratos e proteínas. Embora os processos alcalinos tenham mostrado melhores resultados na solubilização de material orgânico, para o objetivo geral desta pesquisa, os processos térmicos foram mais eficientes ao promover uma melhor solubilização de demais compostos como nutrientes, carboidratos e proteínas.
Aiming to optimize the algal biomass biodegradability during anaerobic digestion, several hydrolysis processes havebeen studied, promoting increaseofenergy production by the hydrolysis of algaecellsand subproducts generation.This research has the proposeto performthermal and alkaline pretreatmentof the algae biomass in order to increase the algae biodegradability in the anaerobic digestion process through the organic carbon, nitrogen and phosphorussolubilization. Thisproject is part of the energy efficiency analysis of a wastewater treatment plant located in Vila Velha-ES, aiming to reduce the demand ofenergy during the treatment processes. The mixotrophic algal sludge collected for this research presented a total solids concentration of 35.1 g / L, which were analyzed for organic matter solubilization (CODs),nutrients and exopolymers. For this research, thermal hydrolysis at 90 ° C solubilized19% of CODs,while in the alkaline process at pH 12, itincreasesto21%.There was increasing solubilization of carbohydrates with the increase of temperaturein thermal pretreatment, but the same pattern was not observed during the alkaline pretreatment. The color of the biomass changed from green to brown during the treatments, which suggests that Maillard reactions occurred during the reaction time, with interactionsbetweencarbohydrates andsoluble proteins.A reduction ofsoluble phosphate concentration in the sample along the pretreatmentwas identified, suggestingthe precipitation of these with other cations such as Ca2+ and Mg2+, leading to the precipitation of hydroxyapatite and struvite compounds. In this way, both pretreatmentsshowed satisfactory results regarding the solubilization of organic material, nutrients, carbohydrates and proteins. Although the alkaline pretreatmentindicatedbetter results in the solubilization of organic mattter, for the general purpose of this research, thermal processes were more efficient in promoting a better solubilization of other compounds such as nutrients, carbohydrates and proteins.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6910
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