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Título: Avaliação do potencial metanogênico da biomassa algácea submetida à hidrólise térmica e hidrólise alcalina
Autor(es): Ferreira, Gustavo Henrique Loureiro
Orientador: Gonçalves, Ricardo Franci
Palavras-chave: Energia elétrica
Tratamento de Esgoto
Data do documento: 22-Mar-2017
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A digestão anaeróbia de microalgas é apontada com uma promissora alternativa para produção de biocombustíveis sustentáveis e consequente solução para o problema de escassez de combustíveis fósseis. Além de atenuar as consequências da liberação de gases de efeito estufa na atmosfera, a produção de biogás a partir da digestão desse substrato gerado a partir do tratamento de esgoto sanitário é capaz de prevenir também a eutrofização de corpos hídricos, aprimorando a qualidade do efluente a ser lançado. A etapa de hidrólise é considerada limitante nos processos de digestão anaeróbia, podendo ter seu efeito minimizado através de processos de pré-tratamento objetivando a hidrólise do substrato antes da sua digestão. Essa pesquisa visou verificar os efeitos dos pré-tratamentos hidrolíticos sobre a produção de metano a partir da digestão anaeróbia dessa biomassa, bem como caracterizar a biomassa antes e após a hidrólise. Esse estudo é uma das etapas de uma proposta de concepção de uma estação de tratamento de esgoto superavitária em energia elétrica, localizada na ETE de Araçás Vila Velha/ES. A biomassa utilizada apresentou concentração média de sólidos totais de 3,5% e uma DQO média de 36,6g/L. Apesar de apresentar menor solubilização de matéria orgânica e carboidratos, a hidrólise térmica a 80°C apresentou um maior aumento na produção de metano, atingindo 1,10 gDQOCH4/gSSV.d, valor 61% maior do que o volume produzido a partir da digestão anaeróbia de biomassa não submetida à hidrólise (0,68 gDQOCH4/gSSV.d). A biomassa hidrolisada pela via alcalina apresentou uma produção de 0,88 gDQOCH4/gSSV.d, apenas 29% maior do que a produção observada na biomassa sem pré-tratamento. Esses resultados apontam a hidrólise térmica como uma melhor opção para o tratamento hidrolítico, quando comparado à hidrólise alcalina. O balanço de energia produzido a partir desses valores apresentou um Energy Return on Investment de 5,2 para a biomassa sem tratamento, 5,5 para a biomassa hidrolisada pela via térmica e 5,3 para a biomassa pela via alcalina, indicando que a estação baseada na tecnologia proposta é superavitária do ponto de vista energético
The anaerobic digestion of microalgae is pointed out as a promising sustainable biofuel production option and hence a possible solution for the forecasted fossil fuels shortage. Besides diminishing the effects of greenhouse gas emission on the atmosphere, biogas production from anaerobic digestion of microalgae produced from wastewater treatment is also capable of preventing the eutrophication of receiving water bodies, generating a better-quality final effluent. The hydrolysis stage is considered to be the limiting stage of anaerobic digestionprocesses, having its effect minimized by pretreatments that can hydrolyze the substrate before its digestion. This research aims to verify pretreatment effectson the production of methane from anaerobic digestion, besides characterizing the biomass before and after the thermal and alkaline hydrolytic processes. This study is part of a conception proposal of an energy producing WastewaterTreatment Plant (WWTP), located on Araçás WWTP – Vila Velha/ES. The biomass used presented 3,5% solid concentration and a mean Chemical Organic Demand (COD) value of 36,6g/L. Although presenting less organic matter and carbohydrates solubilization, the thermal hydrolysis presented a higher methane production, producing 1,10gCODCH4/gVSS.d, 61% more than the production by the biomass not submitted to any hydrolytic pretreatment (0,68gCODCH4/gVSS.d). The alkaline hydrolyzed biomass produced 0,88gCODCH4/gVSSV.d, only 29% higher than the biomass not submitted to hydrolysis. These results confirm the thermal hydrolysis as a more suitable option than the chemical alkaline hydrolysis. The energy balance generated from these results produced an Energy Return on the Investment (EROI) of 5,2 for biomass not submitted to pretreatments, 5,5 for biomass submitted to thermal hydrolysis and 5,3 for the alkaline treatment, pointing out this WWTP, based on the proposed technology, as an energy producer.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9531
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