Estudo dos mecanismos envolvidos na separaÃÃo e ruptura simultÃneas de biomassa algal pelo uso da tecnologia de eletroflotaÃÃo por corrente alternada

• Autor(a) principal: Riamburgo Gomes de Carvalho Neto
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=10985
• topic: electroflotation, stabilization ponds, lipids, microalgae, nutrients, cell; ENGENHARIA CIVIL

Dentre as diversas etapas para a transformaÃÃo de microalgas em biodiesel, os processos de separaÃÃo e a ruptura celular dessa biomassa sÃo particularmente importantes, uma vez que as tecnologias disponÃveis para este fim apresentam elevados custos, comprometendo a viabilidade do aproveitamento energÃtico. Este trabalho teve como objetivo geral estudar os mecanismos envolvidos na separaÃÃo e ruptura simultÃneas de biomassa algal pelo uso da tecnologia de eletroflotaÃÃo por corrente alternada (EFCA), com objetivo principal de extrair o conteÃdo lipÃdico da biomassa algal, assim como verificar o potencial da tecnologia na remoÃÃo de nutrientes de efluentes de lagoas de estabilizaÃÃo. Foram realizados ensaios de coagulaÃÃo/floculaÃÃo em jar test com coagulantes sintÃticos (FeCl3 e Al2(SO4)3) e orgÃnicos (Tanfloc SG e SL) com o objetivo de avaliar a decantaÃÃo quimicamente assistida na separaÃÃo de biomassa algal. Foi desenvolvido um reator de EFCA para operar em batelada, utilizando-se eletrodos nÃo consumÃveis e baixa potÃncia elÃtrica. Foi avaliado o seu potencial de separaÃÃo com e sem o auxÃlio dos mesmos coagulantes utilizados nos testes de jarro e, em seguida, buscou-se variar as frequÃncias de operaÃÃo do conjunto de eletrodos com o objetivo de verificar a condiÃÃo Ãtima para separaÃÃo e rompimento celular das microalgas. Foi tambÃm avaliada a capacidade desta metodologia na remoÃÃo de nutrientes presentes nos efluentes e elucidar os mecanismos envolvidos. Foi possÃvel a remoÃÃo de biomassa algal tanto por meio da decantaÃÃo quimicamente assistida quanto pela EFCA, sendo que a segunda à mais atrativa nÃo somente pelas eficiÃncias de remoÃÃo de turbidez e clorofila-a encontradas, como tambÃm pela nÃo necessidade aparente de utilizaÃÃo de coagulantes, o que traz economia ao processo e facilita a reutilizaÃÃo da biomassa algal. A EFCA mostrou-se ainda capaz de promover com eficiÃncia o rompimento celular das microalgas e fazer com que os lipÃdeos liberados se aderissem à biomassa algal separada pelo processo. Foi possÃvel alcanÃar um rendimento lipÃdico de atà 14% em peso de massa seca, mesmo os estudos tendo sido realizados com uma matriz diversa de microalgas proveniente das lagoas de estabilizaÃÃo. O estudo dos mecanismos envolvidos revelou a boa capacidade do sistema em gerar gÃs hidrogÃnio, o qual alÃm de ajudar na separaÃÃo das microalgal pode tornar futuramente o processo energeticamente sustentÃvel. AlÃm disso, foi verificada a geraÃÃo de espÃcies oxidantes que ajudam tanto o processo de separaÃÃo quanto possivelmente de ruptura celular. O efeito de diferentes frequÃncias de vibraÃÃo nos rendimentos lipÃdicos encontrados nÃo foi aparente. Buscou-se ainda a elucidaÃÃo dos mecanismos de remoÃÃo de fÃsforo total, o que provavelmente se deu pela formaÃÃo de ferro durante o processo, cujos valores ficaram na ordem de 2,5 mg/L depois de 70 minutos de batelada. Jà para a remoÃÃo de amÃnia, possivelmente o mecanismo foi de oxidaÃÃo indireta da amÃnia atravÃs do excesso de Ãcido hipocloroso como a forma predominante de conversÃo da mesma em nitrogÃnio gasoso, o qual ajuda no processo de separaÃÃo. A utilizaÃÃo de microalgas diretamente de lagoas de estabilizaÃÃo mostrou-se uma potencial alternativa aos processos de obtenÃÃo de biomassa tradicionalmente utilizados (fotobiorreator e lagoas do tipo raceway), sendo que a tecnologia proposta se mostrou atrativa para todos processos que demandem separaÃÃo algal.