Influência da concentração afluente e da estratégia de alimentação na produção de metano em AnSBBR tratando glicerina em condições termofílicas

Abstract

Neste trabalho avaliou-se a produção de metano pela digestão de glicerina e codigestão de glicerina/melaço, em condições termofílicas (55 °C), em reator anaeróbio, operado em batelada e batelada alimentada sequenciais, com biomassa imobilizada em espuma de poliuretano (AnSBBR) e agitação mecânica (50 rpm). O desempenho do AnSBBR (5,6 L) foi avaliado em função do aumento da carga orgânica volumétrica aplicada (COVA) e em função da estratégia de alimentação. Na Mono-digestão o AnSBBR foi operado em batelada com 2,3 a 6,5 gDQO.L-1.d-1 e tempo de ciclo de 8 h. Na codigestão, com concentração de melaço constante (1000 mgDQO.L-1), o AnSBBR foi operado em batelada com COVA de 2,4 a 7,7 gDQO.L-1.d-1 e tempo de ciclo de 8 h, e em batelada alimentada com COVA de 7,7 gDQO.L 1 .d-1, tempo de ciclo de 8 h e tempo de alimentação de 4 h. Os melhores resultados foram obtidos na codigestão com 7,7 gDQO.L-1.d-1. Na operação em batelada obteve-se produtividade molar de 84,4 molCH4.m-3.d-1, rendimento em metano de 17,3 mmolCH4.gDQO-1 com 71,6% de metano no biogás. Na operação em batelada alimentada obteve-se produtividade molar de 89,3 molCH4.m-3.d-1, rendimento em metano 18,9 mmolCH4.gDQO-1 com 69,1% de metano no biogás. Não houve diferença significativa entre os resultados obtidos quando se alterou a estratégia de alimentação, portanto a codigestão poderá ser realizada tanto em batelada quanto em batelada alimentada para COVA de 7,7 gDQO.L-1.d-1. Na Mono-digestão houve predomínio da metanogênese hidrogenotrófica até a COVA de 4,3 gDQO.L-1.d-1. Porém, com o aumento da carga orgânica volumétrica aplicada, a metanogênese acetoclástica passou a ser dominante. Na codigestão em batelada a metanogênese hidrogenotrófica foi predominante enquanto na codigestão em batelada alimentada houve predomínio da metanogênese acetoclástica. A estimativa de ampliação de escala, considerando indústrias de produção de biodiesel de pequeno e médio porte, resultou em reatores únicos de 6,64 e 332 m³, para os quais sugeriu-se operação em paralelo com 4 e 8 reatores, com estimativa de geração de energia de 2,94 e 147 kW, respectivamente.