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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8683| Tipo: | Dissertação |
| Título: | (Co)digestão anaeróbia de microalgas em função do pré-tratamento e inóculo |
| Autor(es): | GABRIEL MAGALHÃES CHIQUITO |
| Primeiro orientador: | Paula Loureiro Paulo |
| Resumo: | Com o aumento da população mundial, a demanda por alimentos também é crescente, e visto que grande parte das reservas de nutrientes para o cultivo de alimentos não são renováveis, é imperativo encontrar formas de reaproveitar esses recursos. O pós-tratamento do esgoto com microalgas em estações de tratamento de esgoto possibilita a assimilação de boa parte dos nutrientes que seriam descartados em corpos hídricos, causando problemas como a eutrofização, e a geração de uma biomassa rica em nitrogênio que possui grande potencial para uso como fonte de adubação para agricultura. A digestão anaeróbia é uma tecnologia eficiente para degradar essa biomassa algal sem ocasionar a perda dos nutrientes assimilados no processo, gerando ainda a possibilidade de obtenção de outros produtos de valor agregado, como o gás metano. As microalgas são, entretanto, uma matéria orgânica de difícil degradação pelos microrganismos responsáveis pela digestão anaeróbia, então estratégias para otimizar esse processo são necessárias para torná-lo mais eficaz e viável. Uma forma de reduzir esse problema da digestão é realizar um pré-tratamento no substrato, visando romper a parede celular rígida das microalgas. Um dos pré-tratamentos mais utilizados é o pré-tratamento térmico. Outra forma de otimizar esse processo é com o uso de co-substratos na digestão capazes de melhorar parâmetros, como a relação carbono/nitrogênio (relação C/N), que deve estar entre 20:1 e 30:1 (RAJLAKSHMI et al., 2023). Para determinar as melhores condições de tempo de pré-tratamento térmico, concentração de inóculo e relação de codigestão, testes em batelada foram executados. Verificou-se que a melhor opção para o processo de digestão anaeróbia foi o uso de codigestão, que aumentou o rendimento de metano em 100% e 74% entre as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1,5 gSV/L de inóculo, enquanto a taxa de produção foi aumentada em 124% e 102% para as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1gSV/L de inóculo, e 44% e 64% para as condições sem e com pré-tratamento, respectivamente, com 1,5 gSV/L de inóculo. Como produto final foi gerado um digestato com baixa relação C/N e rico em nitrogênio. |
| Abstract: | With the increase in world population, the demand for food is also growing, and given that a large portion of nutrient reserves for food cultivation are non-renewable, it is imperative to find ways to reuse these resources. Post-treatment of sewage with microalgae in wastewater treatment plants enables the assimilation of a significant portion of the nutrients that would otherwise be discarded into water bodies, causing issues such as eutrophication, and generates a nitrogen-rich biomass with great potential for use as fertilizer in agriculture. Anaerobic digestion is an efficient technology to degrade this algal biomass without causing the loss of assimilated nutrients in the process, also offering the possibility of obtaining other value-added products, such as methane. However, microalgae are a substrate difficult to degrade by the microorganisms responsible for anaerobic digestion, so strategies to optimize this process are necessary to make it more effective and viable. One way to reduce this digestion problem is by pre-treating the substrate to break down the rigid cell wall of microalgae. One of the most commonly used pre-treatments is thermal pre-treatment. Another way to optimize this process is by using co-substrates in digestion that can improve parameters, such as the carbon/nitrogen ratio (C/N ratio), which should be between 20:1 and 30:1 (RAJLAKSHMI et al., 2023). Batch tests were conducted to determine the best conditions for thermal pre-treatment time, inoculum concentration, and co-digestion ratio. It was found that the best option for the anaerobic digestion process was co-digestion, which increased methane yield by 100% and 74% between conditions without and with pre-treatment, respectively, with 1.5 gSV/L of inoculum, while the production rate increased by 124% and 102% for conditions without and with pre-treatment, respectively, with 1gSV/L of inoculum, and by 44% and 64% for conditions without and with pre-treatment, respectively, with 1.5 gSV/L of inoculum. As a final product, a digestate with a low C/N ratio and rich in nitrogen was generated. |
| Palavras-chave: | Anaeróbia |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8683 |
| Data do documento: | 2024 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais |
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