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

• Processo: 22/10615-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Saneamento Ambiental
• Pesquisador responsável: Marcelo Zaiat
• Beneficiário: Marcelo Zaiat
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Edson Luiz Silva ; Elisabete Moreira Assaf ; José Alberto Domingues Rodrigues ; Jose Mansur Assaf ; Márcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic ; Maria Bernadete Amâncio Varesche ; Valeria Maia Merzel
• Pesquisadores associados: Aldo Roberto Ometto ; Alvaro José dos Santos Neto ; Eugenio Foresti ; Flávia Mendes de Almeida Collaço ; Giovana Tommaso ; Giovanna Lovato ; Guilherme Henrique Duarte de Oliveira ; Janaina Fernandes Gomes ; Juliano José Corbi ; Lucas Tadeu Fuess ; Luiz Henrique Vieira ; Márcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic ; Roberta Albanez Toreta ; Rogers Ribeiro ; Suzana Maria Ratusznei ; Tiago Palladino Delforno ; Wu Hong Kwong
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/15158-3 - Seleção de Indicadores Biológicos para Monitoramento dos Impactos Ambientais de Biorrefinarias., AV.BR
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/17827-7 - Liquefação Hidrotérmica e Metanogênese na Valoração de Resíduos Sólidos da Produção de Suco de Laranja, BP.MS; 24/13135-6 - Processos fotodinâmicos associados à digestão anaeróbia de águas residuárias de suinocultura: remoção de sulfametazina e de bactérias resistentes, BP.PD; 24/21994-9 - Avaliação do efeito do tempo de detenção hidráulica na biodegradação de micropoluentes orgânicos em reator aeróbio de leito fixo estruturado tratando esgoto doméstico, BP.IC; + mais bolsas vinculadas 24/17099-4 - Otimização da alcalinização e produção de metano a partir da co-digestão anaeróbia de vinhaça de cana-de-açúcar e dejetos de suinocultura em batelada, BP.IC; 24/06808-4 - Avaliação do ciclo de vida da produção do biocombustível metano pela digestão anaeróbia de melaço de soja: análise de impactos ambientais e comparação com cenário atual, BP.IC; 24/04127-0 - Impactos de interrupções não programadas na biodigestão anaeróbia da vinhaça de cana-de-açúcar em sistemas de duas fases e fase única, BP.MS; 24/04540-4 - Conversão catalítica de biogás em compostos químicos, BP.DD; 24/00418-0 - Viabilidade da adoção de substratos alternativos à vinhaça, como o melaço e o glicerol, na biodigestão visando a geração de biogás no período de entresafra de cana-de-açúcar, BP.IC; 23/05911-3 - MELAÇO DE SOJA COMO SUBSTRATO PARA A PRODUÇÃO DE POLIHIDRÓXIALCANOATOS (PHA) POR CULTURAS MICROBIANAS MISTAS: Efeitos da Carga Orgânica Aplicada, BP.MS; 24/01433-2 - Aplicação de catalisadores zeolíticos multifuncionais para conversão direta do furfural em -valerolactona, BP.DD; 20/15988-5 - Biorrefinaria aplicada à gestão de resíduos do processamento do café codigeridos em resíduos industriais para a geração de biogás, BP.PD; 21/01657-0 - Modelagem, simulação e otimização de reatores anaeróbios acidogênicos com regime de operação contínuo e escoamento pistonado, BP.PD; 20/09988-2 - Biodigestão anaeróbia da vinhaça de cana-de-açúcar em reator anaeróbio de membranas, BP.PD; 19/22532-0 - Biotransformação anaeróbia de micropoluentes orgânicos emergentes em sistema de tratamento de duplo estágio (acidogênico-metanogênico) tratando águas residuárias domésticas, BP.PD; 18/21901-0 - Avaliação do impacto ambiental de vinhaça biodigerida em reator anaeróbio utilizando testes ecotoxicológicos, BP.PD; 18/26470-7 - Influência da sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar por lacase na produção fermentativa de biocombustíveis, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Monitoramento ambiental Economia circular Saneamento Tratamento anaeróbio Processos biológicos Águas residuárias Resíduos sólidos Bioenergia Catálise Biorrefinarias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioenergia | catálise | Controle da Poluição | economia circular | Processo Biológico | Saneamento | Processos Anaeróbios

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)

Publicações científicas

(14)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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