Consolidação do conceito de biorrefinaria aplicado ao tratamento biológico de águas residuárias e de resíduos sólidos

Resumo

O conceito de biorrefinaria tem sido aplicado a sistemas de tratamento de águas residuárias e de resíduos sólidos por vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Muitos avanços têm sido obtidos principalmente com a aplicação da biotecnologia anaeróbia, com rendimentos e produtividades crescentes na produção de ácidos orgânicos, solventes, bioplásticos, hidrogênio e metano, entre outros produtos de interesse. O domínio crescente dos conceitos básicos associados ao processo global tem levado a propostas diversificadas para valoração dos despejos e resíduos predominantemente orgânicos. Os grupos associados para o desenvolvimento deste projeto trabalham conjuntamente há mais de uma década, sempre com foco nos fundamentos dos processos e, com esta proposta, buscam a consolidação deste conhecimento acumulado para testar a hipótese de que é possível a aplicação e consolidação do conceito de biorrefinaria ao processamento de águas residuárias e resíduos sólidos pela aplicação de tecnologia anaeróbia, aliada a processos físico-químicos e catalíticos. O objetivo geral do projeto temático é aprofundar o conhecimento sobre a aplicação de tecnologia anaeróbia, como unidade principal ou combinada com processos físico-químicos e com processos químicos catalíticos, para o processamento de águas residuárias e resíduos sólidos, subprodutos de processos industriais, para consolidação do conceito de biorrefinaria. Para isso, os grupos trabalharão de forma integrada para: (i) aplicar diferentes processos de transformação e de reatores anaeróbios, no tratamento de subprodutos e águas residuárias da agroindústria, com a finalidade de geração de bioenergia e obtenção de produtos de elevado valor agregado; (ii) valorar resíduos lignocelulósicos dentro do conceito de biorrefinaria por meio de codigestão, integração da liquefação hidrotérmica e digestão anaeróbia e conversão direta de derivados da biomassa lignocelulósica utilizando catalisadores heterogêneos bifuncionais; (iii) desenvolver e investigar catalisadores à base de metais não-nobres para a conversão direta de CH4 e CO2 a ácido acético e para a conversão de CH4 e CO2 a gás de síntese via DRM (dry reforming of methane); (iv) desenvolver modelos matemáticos para os processos anaeróbios presentes em biorrefinarias; (v) aplicar a metodologia de Análise de Ciclo de Vida (ACV) para a determinação do desempenho ambiental da biorrefinaria. Com isso, espera-se que a visão tradicional do saneamento seja superada, para que se consolide definitivamente a visão de recuperação de energia e materiais para a adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados. (AU)