Produção de metano em AnSBBR pelo tratamento de melaço de soja - Paulinetti, Ana Paula (2022)
O presente trabalho investigou a produção de metano pelo tratamento de melaço de soja em um reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais contendo biomassa imobilizada (AnSBBR) com recirculação da fase líquida. A avaliação foi realizada com base na influência da variação da estratégia de alimentação (batelada e batelada alimentada) e tempo de enchimento; carga orgânica volumétrica aplicada (6, 10, 15 e 20 gDQO.L-1.d-1); temperatura (25, 30 e 35 ºC); e coprocessamento (20% okara) sobre a estabilidade e o desempenho do sistema. O sistema demonstrou flexibilidade quanto à estratégia de alimentação e tempo de enchimento, não afetando a eficiência de remoção de matéria orgânica nem a produção de biogás. O aumento da carga orgânica, até o valor de 15 gDQO.L-1.d-1, favoreceu o processo, aumentando a produtividade e o rendimento de metano. Para a maior carga, de 20 gDQO.L-1.d-1, houve acidificação do sistema. A redução da temperatura de 30 para 25 ºC resultou na queda do desempenho, porém nas temperaturas de 30 e 35 ºC foram obtidos resultados similares. O coprocessamento do melaço de soja com o okara não apresentou influência sobre os parâmetros analisados. O melhor desempenho foi alcançado a uma carga efetiva de 14,9 gDQO.L-1.d-1, tempo de ciclo de 6 h, operação em batelada alimentada com tempo de enchimento de 3 h e temperatura de 30 ºC. Nessas condições, o sistema atingiu remoção de matéria orgânica de 86%, produtividade de 140,9 molCH4.m-3.d-1, rendimento de metano de 11,0 molCH4.kgDQO-1 e composição de metano de 74% no biogás. O ajuste do modelo cinético sugeriu maior velocidade da rota acetoclástica na metanogênese na maioria dos ensaios. A análise termodinâmica realizada indicou que duas reações acetogênicas foram desfavoráveis e que as rotas metanogênicas foram espontâneas. Um esquema de nove reatores em paralelo com volume de 3271 m3 cada foi proposto em uma estimativa de ampliação de escala no tratamento de 216 ton.d-1 de melaço de uma indústria, apresentando um potencial de geração de energia elétrica de 72 GWh.ano-1, com investimento inicial de R$ 112.135.000,00. Com a substituição do diesel e do GLP pelo metano produzido e a venda de eletricidade, haveria um retorno anual de R$ 38 milhões para a indústria.