Banca de DEFESA: JULIANO CURI DE SIQUEIRA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: JULIANO CURI DE SIQUEIRA
DATA: 18/07/2022
HORA: 14:00
LOCAL: Google Meet
TÍTULO:

Codigestão anaeróbia de vinhaça de cana-de-açúcar em reator UASB: potencial metanogênico e dinâmica microbiana envolvida

PALAVRAS-CHAVES:

Água residuária agroindustrial. Reator anaeróbio de alta taxa. Biogás. Atividade metanogênica específica. Microrganismos anaeróbios. Sequenciamento de nova geração. Tratamento biológico.

PÁGINAS: 169
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Sanitária
SUBÁREA: Saneamento Ambiental
ESPECIALIDADE: Microbiologia Aplicada e Engenharia Sanitária
RESUMO:

O Brasil é um dos países que mais investem na produção de biocombustíveis no mundo, destacando-se na produção de etanol a partir do processamento de cana-de-açúcar. A vinhaça é um subproduto proveniente da indústria de bioetanol comumente utilizado para a fertirrigação, entretanto sua aplicação inadequada no solo agrícola pode acarretar impactos ambientais negativos, sendo recomendado seu tratamento antes da disposição final. A digestão anaeróbia é uma alternativa viável para o tratamento dessa água residuária, uma vez que reduz o seu potencial poluidor e recupera sua energia química através da produção de CH4. Contudo, devido às suas propriedades físicas e químicas desfavoráveis, a vinhaça in natura pode inibir os microrganismos anaeróbios e cessar o processo de tratamento. Portanto, estratégias que visem viabilizar sua biodegradação tornam-se necessárias. Nesse sentido, o presente estudo avaliou o desempenho da codigestão anaeróbia de vinhaça de cana-de-açúcar e efluente secundário agroindustrial da indústria alimentícia (mistura 1:1 v/v) em um reator do tipo upflow anaerobic sludge blanket (UASB) em escala piloto (16 L), operando durante 91 dias sob condições mesofílicas, com controle de alcalinidade (0,3 gNaHCO3 gDQO-1), vazão afluente de 3,6 L d-1, tempo de detenção hidráulica de 4,44 d e carga orgânica volumétrica média de 1,6 kgDQO m-3 d-1. As respectivas remoções médias e máximas de poluentes foram: demanda química de oxigênio total (69% e 81%), acidez (29% e 53%), sólidos suspensos voláteis (51% e 75%) e totais (48% e 69%), nitrogênio amoniacal (6% e 100%) e total Kjeldahl (42% e 73%), fósforo total (19% e 69%), potássio total (-3% e 4%), fenóis (51% e 77%) e sulfatos (25% e 67%). Ademais, as produtividades média e máxima de metano foram de, respectivamente, 221 e 308 mLCH4 gDQOrem-1. O biogás produzido teve concentrações volumétricas médias de 66,47% de CH4, 11,43% de CO2 e 53 ppm de H2S. Complementarmente, o presente estudo demonstrou a evolução periódica da comunidade microbiana presente no lodo do sistema avaliado, da inoculação do sistema ao fim da operação, tanto em termos de identificação de microrganismos através de sequenciamento por síntese quanto por execução de ensaios de atividade metanogênica específica (AME). Ao final da operação, houve aumento na abundância relativa do filo Euryarchaeota (+8,6% em relação ao inóculo), com predominância de arqueias metanogênicas hidrogenotróficas (gêneros Methanobacterium e Methanobrevibacter). Em paralelo, observou-se elevação da AME no decorrer da operação. Esses resultados demonstram uma gradual adaptação da microbiota anaeróbia ao substrato. Em suma, conclui-se que a codigestão proposta conduziu à um tratamento anaeróbio estável e eficiente, permitindo, desse modo, níveis satisfatórios de remoção de poluentes e de produção de metano. Recomenda-se, em futuros estudos, a realização de experimentos sobre a tratabilidade anaeróbia da vinhaça mediante a adoção de distintas estratégias operacionais nos biorreatores, objetivando maior recuperação energética e redução de seu potencial poluidor, o que posteriormente viabilizaria a aplicação de biometano como fonte renovável de energia elétrica e térmica e o reúso de efluente e de biossólidos anaeróbios como biofertilizantes adequados para os cultivos agrícolas.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ANA MARIA MOREIRA BATISTA - UEMG (Suplente)
Interno - FATIMA RESENDE LUIZ FIA (Suplente)
Presidente - LUCIENE ALVES BATISTA SINISCALCHI (Membro)
Interno - PAULA PEIXOTO ASSEMANY (Membro)
Interno - MATEUS PIMENTEL DE MATOS (Membro)
Externo à Instituição - MARCELO ZAIAT - USP (Membro)