Geração de energia em uma célula a combustível microbiana alimentada com efluente da produção de biodiesel

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Luísa Jardim Faria de Araujo e
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27877
Resumo: O crescimento industrial acarreta no aumento dos impactos negativos ao meio ambiente, e com isso, a busca por tecnologias ambientais sustentáveis tem aumentado invariavelmente. Nesse contexto, encontram-se inseridas as células a combustível microbianas (CCMs), tecnologia eletroquímica microbiana que simultaneamente gera eletricidade e trata efluentes. Desta forma, o presente trabalho objetiva estudar o desempenho de uma CCM com cátodo ao ar, alimentada em modo batelada alimentada, na produção de bioeletricidade e remoção de poluentes, utilizando efluente da produção de biodiesel, como substrato. Foram realizados estudos com efluente de biodiesel sem esterilização e inoculado com a co-cultura das bactérias Shewanella oneidensis e Clostridium butyricum; com o efluente de biodiesel esterilizado e inoculado com a mesma co-cultura (CCM1); e por fim com o efluente de biodiesel sem esterilização e sem inoculação (CCM2). Os experimentos foram divididos em duas etapas: etapa de aclimatação (15 dias) e etapa denominada tratamento (35 dias). A CCM com endógenos (sem esterilização) e inoculada com a co-cultura, gerou a maior densidade e potência de 0,0316 mW cm¯² , enquanto que a CCM1 e CCM2 geraram 0,013 e 0,0035 mW cm¯² , respectivamente. As análises de DQO no efluente após tratamento pela CCM com endógenos e inoculada com as bactérias indicaram que houve uma remoção de 76%, compatível com aquelas obtidas para outros tipos de tratamentos anaeróbios. Contudo, a remoção de fosfato (18,4%), sulfato (28,4%) e cloreto (31,2%) foi relativamente baixa, enquanto que não houve remoção de íons fluoreto e nitrato. Ensaios de toxicidade aguda com microcrustáceo Daphnia similis revelaram aumento de toxicidade em cerca de 20 vezes no efluente após o tratamento pela CCM, o que demonstra a importância deste tipo de teste para qualquer processo de tratamento de efluente.
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Foram realizados estudos com efluente de biodiesel sem esterilização e inoculado com a co-cultura das bactérias Shewanella oneidensis e Clostridium butyricum; com o efluente de biodiesel esterilizado e inoculado com a mesma co-cultura (CCM1); e por fim com o efluente de biodiesel sem esterilização e sem inoculação (CCM2). Os experimentos foram divididos em duas etapas: etapa de aclimatação (15 dias) e etapa denominada tratamento (35 dias). A CCM com endógenos (sem esterilização) e inoculada com a co-cultura, gerou a maior densidade e potência de 0,0316 mW cm¯² , enquanto que a CCM1 e CCM2 geraram 0,013 e 0,0035 mW cm¯² , respectivamente. As análises de DQO no efluente após tratamento pela CCM com endógenos e inoculada com as bactérias indicaram que houve uma remoção de 76%, compatível com aquelas obtidas para outros tipos de tratamentos anaeróbios. Contudo, a remoção de fosfato (18,4%), sulfato (28,4%) e cloreto (31,2%) foi relativamente baixa, enquanto que não houve remoção de íons fluoreto e nitrato. Ensaios de toxicidade aguda com microcrustáceo Daphnia similis revelaram aumento de toxicidade em cerca de 20 vezes no efluente após o tratamento pela CCM, o que demonstra a importância deste tipo de teste para qualquer processo de tratamento de efluente.Industrial growth leads an increase in negative impacts on the environment, so the search for sustainable environmental technologies has steadily increased. In this context are inserted microbial fuel cells (MFCs), microbial electrochemistry technology that simultaneously generation electricity and treats wastewater. In this way, the present work aims to study the performance of an air-cathode MFC, feeding in a batch mode, in the production of bioelectricity and in the removal of pollutants, using biodiesel wastewater as the substrate. Studies were carried out with biodiesel wastewater without sterilization and inoculated with the co-culture of the bacteria Shewanella oneidensis and Clostridium butyricum; with sterilized biodiesel wastewater and inoculated with the same co-culture (MFC1); and finally with the non-sterilized biodiesel wastewater without bacterial inoculation (MFC2). The experiments were divided into two stages: the acclimatization stage (15 days) and the stage named treatment (35 days). The MFC with endogenous (without sterilization) and inoculated with the co-culture, generated the highest power density of 0.0316 mW cm¯² , while MFC1 and MFC2 generated 0.013 and 0.0035 mW cm¯² , respectively. The analyzes of COD in the biodiesel wastewater after treatment by MFC with endogenous and bacterial inoculation indicated 76% of removal, compatible with those obtained for other types of anaerobic treatments. However, the removal of phosphate (18.4%), sulfate (28.4%) and chloride (31.2%) was relatively low, while there was no removal of fluoride and nitrate ions. Acute toxicity tests on the micro crustacean Daphnia similis revealed an increase in toxicity of about 20 times in the effluent after treatment by MFC, which demonstrates the importance of this type of test for any process of wastewater treatment.69 p.Silva, Gilmar Clementehttp://lattes.cnpq.br/8955038610365803Brazil, Teresa Cristina de PaivaFerreira, Conny Ceraihttp://lattes.cnpq.br/5010373539840846Santos, André Marques doshttp://lattes.cnpq.br/3428935182333406http://lattes.cnpq.br/3633229130485805Sousa, Luísa Jardim Faria de Araujo e2023-02-14T12:23:57Z2023-02-14T12:23:57Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUSA, Luísa Jardim Faria de Araujo e. Geração de energia em uma célula a combustível microbiana alimentada com efluente da produção de biodiesel. 2020. 69 f. 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