Co-digestão anaeróbia da vinhaça, melaço e torta de filtro para a produção de metano em reatores UASB: desempenho do processo e caracterização microbiana

Resumo

A necessidade de redução da poluição global contribuiu para o desenvolvimento de fontes de energia renováveis, como o etanol e o biogás. O etanol brasileiro é produzido de maneira sustentável, mas o processo produtivo gera grandes quantidades de sub-produtos, como a vinhaça, torta de filtro e o melaço. A aplicação da vinhaça in natura na agricultura por meio do processo chamado de fertirrigação é comum no Brasil. Com a perspectiva de controle ambiental e sustentabilidade energética, intensificaram-se novas propostas de soluções biotecnológicas para o tratamento da vinhaça e de outros subprodutos da produção de etanol, visando à produção de biogás. Neste trabalho será estudado uma configuração de reatores anaeróbios pouco explorada, composta por dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em série, com o separador de fases não convencional, na forma de Y, com ângulo de 45° em relação à vertical. Serão testados três sistemas de tratamento, em paralelo: Sistema I (UASB - R1 e R2) - co-digestão anaeróbia da vinhaça e melaço de cana-de-açúcar na safra e digestão do melaço na entre-safra e sistemas II e III (UASB - R3 e R4 e UASB - R5 e R6) - digestão anaeróbia do melaço. Os reatores UASB de ambos os sistemas serão submetidos ao aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e ocorrerá recirculação do efluente do R2. Para a suplementação de nitrogênio (N) e fósforo (P) será estudado uma nova estratégia, que consiste na utilização da torta de filtro, um subproduto da produção de açúcar, no afluente dos sistemas I, II e III. O efluente do sistema III, antes da recirculação será submetido ao processo de oxidação avançada Fenton (Fe2+/H2O2), para a melhoria da biodegradabilidade e diminuição da toxicidade. Nas condições de maiores COV e produção de metano, a microbiota do lodo dos reatores será caracterizada utilizando sequenciamento de última geração (Illumina HiSeq 2500). Com estas estratégias, espera-se a obtenção estável e contínua de metano nos reatores UASB, proporcionando soluções importantes para a reutilização de subprodutos da produção de etanol, um importante setor Brasileiro. (AU)