Potencialidade dos pré-tratamentos térmico solar e enzimático para produção de biogás a partir de microalgas oriundas de sistemas de tratamento de esgoto

• Autor(a) principal: Matheus Pascoal de Freitas
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50654; https://orcid.org/0000-0002-7723-1830
• topic: Microalgas; Biogás; Pré-tratamento; Aquecimento solar; Conteúdo ruminal; Engenharia sanitária; Saneamento; Microalga; Biogás; Aquecimento solar

A biomassa de microalgas produzida em sistemas de tratamento de efluentes apresenta um elevado potencial de valoração através da digestão anaeróbia para produção de biogás. Todavia, a hidrólise dessa biomassa durante o metabolismo anaeróbio possui certas limitações, devido ao elevado teor de biopolímeros de baixa biodegradabilidade presentes na parede celular das microalgas e na complexidade da estrutura da mesma. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de duas técnicas de pré-tratamentos no aumento da biodegradabilidade da biomassa microalgal, proveniente de uma lagoa de alta taxa tratando efluente anaeróbio. Para isso, testes em modo de operação batelada foram usados para estudar os pré-tratamentos térmico e enzimático. O pré-tratamento térmico, alternativa mais consistente de acordo com a literatura, apresenta como desvantagem o elevado consumo energético. Dessa forma, visando a redução deste consumo, o pré-tratamento foi realizado a partir de um sistema de aquecimento solar de baixo custo, composto de tubos coletores solares, sendo comparados diferentes tempos de pré-tratamento (4, 7 e 10 horas). Em seguida, foi realizado o teste de potencial bioquímico de metano (BMP) para determinar a condição ótima de biodegradabilidade a partir dos diferentes tempos de exposição. No que diz respeito ao pré-tratamento enzimático, este foi realizado a partir da codigestão da biomassa microalgal com conteúdo ruminal em um experimento de BMP nas relações microalga/rúmen de 0.5, 1, 3 e 5. A vantagem de utilizar o conteúdo ruminal é que, além da capacidade hidrolítica amplamente reportada dos microrganismos ali presentes, utiliza-se coquetéis de enzimas naturais em detrimento ao uso de enzimas comerciais que apresentam custo elevado. Os resultados da dissertação mostraram que, com relação ao pré-tratamento térmico, a temperatura de pico atingida foi de 93ºC, após 4 horas de pré-tratamento. A solubilização de DQO alcançada foi de 14%, 22% e 24% após 4, 7 e 10 horas de pré-tratamento, respectivamente. Os testes de BMP que apresentaram o maior rendimento de biogás foram após 7 e 10 horas de pré-tratamento da biomassa (210,2 mL.gSV-1), com um incremento de 63% na produção de biogás em relação ao controle. Em se tratando do pré-tratamento enzimático, a codigestão na proporção 0,5 microalga/rúmen apresentou o maior rendimento de metano (299 mLCH4.gVS-1), o que corresponde a um incremento de 17% quando comparado ao rendimento teórico. Em relação a literatura prévia, os pré-tratamentos utilizados apresentaram resultados promissores.