Digestão anaeróbia de resíduos vegetais em reatores UASB em série: efeitos da adição do biochar

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Appolinario, Isabela Cristina de Arruda [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Arqueias Metanogênicas; Reatores UASB; Biocarvão de Banana; Residuos vegetais
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/312318

O desperdício de alimentos é um problema crescente que impacta o meio ambiente, contribuindo para a emissão de gases de efeito estufa (GEE) e geração de chorume em aterros. Entretanto, resíduos vegetais, como banana e tomate, possuem grande potencial para serem reaproveitados na produção de energia renovável por meio do biogás. A digestão anaeróbia é uma alternativa viável para o tratamento desses resíduos, mas a presença de açúcares facilmente fermentáveis pode levar à acidificação dos reatores, comprometendo a eficiência do processo. Neste estudo, foram utilizados dois conjuntos independentes com dois reatores UASB cada (R1 e R2) para tratar resíduos de banana e tomate, sendo que um dos sistemas recebeu a adição de biochar de banana como estratégia para mitigar os efeitos da acidificação. O biochar foi introduzido como forma de promoção da sintrofia entre os microrganismos, facilitando a troca de elétrons e fornecendo micro-habitat para estabelecimento da microbiota. O primeiro sistema, sem biochar, foi operado com cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes de até 2,4 g DQOtotal (L d)-1, alcançando uma produção volumétrica de metano (PVM) máxima de 0,34 L CH4 (L d)-1. Contudo, ao exceder COV de 2 g DQOtotal (L d)-1, o reator apresentou acidificação, com queda na PVM e na remoção de DQO. O segundo sistema, com biochar, operou com COV de até 7,7 g DQOtotal (L d)-1 e alcançou PVM de 0,59 L CH4 (L d) -1, sem inibições nas arqueias metanogênicas. Ao contrário, ao exceder COV de 7 g DQOtotal (L d)-1, houve aumento na produção de metano, devido à adição de biochar ao inóculo e ao afluente do sistema. A microscopia eletrônica revelou o estabelecimento de microrganismos nos micro-habitats criados pelo biochar, promovendo uma degradação mais eficiente da matéria orgânica e o tamponamento do sistema. Análises microbiológicas demonstraram que Chloroflexi, Firmicutes e Proteobacteria foram os filos bacterianos predominantes no lodo de inóculo, enquanto Methanosaeta, Methanobacterium e Methanosarcina foram as arqueias metanogênicas mais abundantes, refletindo a importância de uma ampla diversidade microbiológica para ocorrência da digestão anaeróbia.