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Digestão anaeróbia da fase líquida da conversão termoquímica de resíduos agroindustriais

Processo: 12/18064-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 15 de janeiro de 2013
Vigência (Término): 14 de julho de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Giovana Tommaso
Beneficiário:Giovana Tommaso
Anfitrião: Yuanhui Zhang
Instituição-sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos  
Assunto(s):Resíduos agrícolas   Ozonização

Resumo

No intuito de oferecer solução sustentável à escassez energética e ao manejo de resíduos agrindustriais, pesquisadores da Universidade de Illinois propuseram um fluxograma de processo que integra a produção de bio-óleo, a captura de carbono e o tratamento de efluentes. A produção de bio-óleo é realizada através de processo termoquímico que, além de seu principal produto, produz efluente com elevada concentração de matéria orgânica e, dependendo do material de alimentação, compostos tóxicos e recalcitrantes. O presente projeto tem por objetivo estudar a biodigestão anaeróbia aplicada ao tratamento deste efluente. O estudo também englobará a utilização de pré-tratamento com ozônio com intuito de aumentar a biodegradabilidade do despejo e diminuir sua carga tóxica. O processo será realizado com biomassa suspensa e fixa em dois meios suportes: carvão ativado e espuma de poliuretano. A conversão termoquímica será conduzida com resíduos da suinocultura e algas, com temperatura de 285°C e pressão de 6,8 MPa, por 2 horas. A fase líquida será caracterizada por análises físico-químicas (demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, série de sólidos, e série nitrogenada), por espectrometria de massa (compostos orgânicos e composição elemental) e por cromatografia gasosa (ácidos graxos de cadeia longa, ácidos graxos voláteis, fenol, benzeno tolueno e xileno). Serão realizados ensaios de toxicidade aguda, e biodegradabilidade anaeróbia. As condições de pré-tratamento com ozônio serão estudadas após a caracterização. Para tanto, o potencial redox da solução e a concentração de compostos chave a serem definidos serão acompanhados. A biomassa será então adaptada ao efluente com e sem pré-tratamento, imobilizada e submetida a cargas tóxicas crescentes através de alimentação em bateladas seqüenciais. Os microrganismos de inóculo, assim como os advindos da fase de adaptação e dos ensaios realizados com carga crescente serão analisados através microscopia e biologia molecular (PCR/DGGE). Bandas de interesse poderão ser enviadas para seqüenciamento. Parâmetros cinéticos serão inferidos através de amostragens temporais de substratos e metabólitos ao longo dos ensaios de aumento de carga. Tais parâmetros servirão de embasamento para a operação de reatores contínuos, cujo estudo deverá ser a fase posterior deste trabalho, a ser proposta em conjunto com os colegas da Universidade de Illinois, e desenvolvida parcialmente na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - FZEA/USP, no retorno da proponente. (AU)