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Avaliação do desempenho de uma célula a combustível microbiana no tratamento consorciado dos lixiviados de aterros sanitários com esgoto sanitário - ênfase na remoção de matéria orgânica e geração de energia

Processo: 14/08493-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2014
Vigência (Término): 12 de outubro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Luiz Antonio Daniel
Beneficiário:Fernanda de Matos Ferraz
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Geração de energia elétrica   Esgotos sanitários

Resumo

O uso das células a combustível microbianas (CCM) para tratamento de águas residuárias encontra-se no estado-da-arte. É grande o interesse da comunidade científica por essa tecnologia por causa da geração de energia a partir da remoção de poluentes. Os principais estudos sobre as CCM foram iniciados apenas em 2004, tratando-se de uma tecnologia muito recente. A aplicação das CCM ao esgoto sanitário foi considerada promissora, mas a baixa condutividade dessa água residuária (dentre outros fatores) implica na também baixa geração de potência. Sabe-se que a condutividade elétrica do meio é proporcional à geração de potência e, por esse motivo, foi considerado promissor o tratamento dos lixiviados de aterros sanitários nas CCM. Este Projeto de Pesquisa oferece uma proposta inovadora: o tratamento consorciado dos lixiviados de aterros sanitários com esgoto sanitário em uma CCM, visando a geração de energia a partir da remoção da matéria orgânica e nitrogênio. O tratamento biológico consorciado é uma alternativa viável e que foi amplamente estudado em pesquisas desenvolvidas na EESC. São grandes as chances de se obter bons resultados com essa proposta, porque a mistura lixiviado/esgoto sanitário apresentará maior condutividade elétrica do que o esgoto e, ao mesmo tempo, a concentração de amônia será muito menor do que aquela do lixiviado bruto, com menores chances de inibição dos microrganismos. Será utilizada uma CCM de 48 L, com dois compartimentos interligados: um anaeróbio (anodo), para remoção da matéria orgânica, e um aeróbio (catodo), para remoção de nitrogênio por nitrificação. A CCM será inoculada com lodos aeróbio e anaeróbio e após período de adaptação, será iniciada sua operação em regime contínuo de alimentação. Inicialmente, a CCM será alimentada apenas com esgoto sanitário (condição controle) e posteriormente, com adições fracionadas de lixiviado, até que o afluente contenha lixiviado/esgoto sanitário na proporção volumétrica de 2 %. Esse valor foi determinado com base em pesquisa recente sobre tratamento consorciado desenvolvida na EESC. O desempenho da CCM será avaliado em função dos decrescentes tempos de detenção hidráulica aplicados: 24, 12, 8 e 6 h.