Tratamento e valorização de efluentes da bovinocultura por processos biológicos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Mendonça, Henrique Vieira de
• Orientador(a): Ometto, Jean Pierre Henry Balbaud
• Banca de defesa: Reis, Alberto José Delgado dos , Calijuri, Maria Lúcia , Jacobson, Tamiel Khan Baiocchi
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ecologia
• Departamento: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Dejetos; Biogás; Biomassa; Nutrientes; Microalgas; Waste; Biogas; Biomass; Nutrients; Microalgae
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5507

Nesta pesquisa reatores e métodos biológicos foram testados para tratamento e valorização de águas residuais da bovinocultura. Um biodigestor plug flow seguido de lagoa de estabilização foram testados em escala real, temperatura ambiente e tempos de retenção hidráulica de 32 e 6 dias, respectivamente. Foram produzidos volumes de biogás entre 278,5 e 2186,1 m³ mês-1, com concentração média de CH4 de 65% que proporcionou geração mensal de energia entre 2.070 e 19.168 KWh, valores suficientes para suprir a demanda energética da fazenda. As remoções médias anuais de DBO5,20, DQO, NH4 e NTK foram de 86, 70, 88,5 e 85,5%, respectivamente. O efluente após lagoa foi utilizado como biofertilizante para cultivo de cana- de-açúcar (Saccharum officinarum). Foi verificado que a ureia pode ser substituída pelo biofertilizante como fonte de nitrogênio. Quando aplicado o biofertilizante foram atingidas produtividades acima de 147,5 Kg ha-1, valor superior à média Brasileira. Visando potencializar a produção de biogás, um reator anaeróbio híbrido foi testado em condições mesófilas (37°C ± 1ºC) e operado com tempos de retenção hidráulica de 6, 5, 3 e 2 dias. Concentrações de metano entre 69 e 75 % e volumes de biogás de até 1,4 m³ m-3 d-1 foram registrados, valor mais alto descrito pela literatura dos últimos 15 anos para este tipo de efluente. As remoções da matéria orgânica com valores de 60-81% (DQOt) e 51-75% (DQOs) proporcionaram a obtenção de rendimentos em metano de 0,155-0,183 m³ CH4 Kg-1 DQOt e 0,401-0,513 m³ CH4 Kg-1 DQOs. O efluente tratado pelo reator híbrido foi submetido a sedimentação em cone de Imhoff e encaminhado para tratamento secundário em fotobioreatores. Foram testados os métodos em bateladas e escoamento contínuo. Em regime de bateladas remoções de 65 a 70% de DQOs, 98 a 99% de NH4+ e 69 a 77,5% de PO4-3foram registradas em 12 dias. Em escoamento contínuo foram registradas remoções entre 57 e 61% de DQOs, 94 a 96% de NH4+ e 65 a 70% de PO4-3 com 12 dias de retenção hidráulica. Maiores produtividades volumétricas de biomassa da microalga Scenedesmus obliquus foram atingidas em regime de bateladas (213 - 358 mg L-1 d-1). A produtividade máxima de proteínas, carboidratos e lipídeos foram de 150, 110 e 64 mg L-1 d-1. O processo de biorremediação e valorização do efluente em fotobioreatores pode ser considerado promissor, podendo a biomassa ser utilizada não só como biofertilizante, mas também para suplementação na alimentação de ruminantes e ou para produção de biodiesel.