Produção de metano em AnSBBR termofílico a partir da codigestão de glicerina, soro de queijo e vinhaça de cana-de-açúcar

Abstract

Este trabalho investigou a aplicação de um reator anaeróbio termofílico operado em bateladas sequenciais ou em bateladas alimentadas sequenciais, contendo biomassa imobilizada em suporte inerte e agitação mecânica (AnSBBR) visando a adequação ambiental e a produção de metano a partir da codigestão, em pares, de resíduos gerados nas indústrias de biodiesel (glicerina), de laticínios (soro de queijo) e de etanol (vinhaça), no qual foram implementadas diferentes combinações entre os substratos (soro-vinhaça; glicerina-soro; e, glicerina-vinhaça). Os ensaios foram separados em etapas: (i) variação da composição da água residuária; (ii) elevação da carga orgânica com o aumento da concentração afluente; (iii) alteração da estratégia de alimentação; e, (iv) modificação da temperatura de operação (50 e 45 °C). O sistema foi avaliado em função da estabilidade operacional e dos indicadores de desempenho referentes à produtividade de metano (PrM) e rendimento entre metano gerado e matéria orgânica removida (YDQO-REM). Em termos experimentais, os resultados indicaram a viabilidade de produzir metano utilizando as combinações de substratos estudadas. As condições operadas em bateladas alimentadas sequenciais e temperatura de 55 °C apresentaram melhores resultados. Na codigestão entre soro e vinhaça, a condição de 25% soro e 75 % vinhaça e COVA de 24,4 kgDQO.m-3.d-1 atingiu 79 % de remoção de DQO, PrM de 272 molCH4.m-3.d-1 e YDQO-REM de 14,1 mmolCH4.gDQO-1. Em relação à codigestão entre glicerina e soro, a condição de 75% glicerina e 25 % soro e COVA de 19,1 kgDQO.m-3.d-1 apresentou 64 % de remoção de DQO, PrM de 244 molCH4.m-3.d-1 e YDQO-REM de 15,6 mmolCH4.gDQO-1. Considerando a aplicação do AnSBBR termofílico em um laticínio de porte médio, a recuperação de energia seria de, respectivamente, 94 MWh.mês-1 e 120 MWh.mês-1. No caso da codigestão entre glicerina e vinhaça, o aumento da COVA para 11,1 kgDQO.m-3.d-1 só foi possível ao reduzir a proporção de glicerina de 25 % para 12,5 % e aumentar a proporção de 87,5 % vinhaça. O sistema apresentou remoção de DQO de 72 %, PrM de 73 molCH4.m-3.d-1 e YDQO-REM de 9,1 mmolCH4.gDQO-1, cuja recuperação de energia estimada foi de 4.100 MWh.mês-1. Em todas as condições estudas o modelo cinético foi ajustado aos dados experimentais.