Célula a combustível microbiana para o tratamento de efluentes com alta carga orgânica: análise de remoção de matéria orgânica e geração de energia

• Processo: 17/10325-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcelo Antunes Nolasco
• Beneficiário: Julio Cano
• Instituição Sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Reatores biológicos Energia elétrica Geração de energia elétrica Biofilmes Tratamento de águas residuárias Matéria orgânica Engenharia sanitária e ambiental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biofilme | biorreator | Energia Elétrica | Engenharia sanitária e ambiental

Resumo

O desenvolvimento de novas tecnologias para suprir a demanda energética e para gestão do tratamento de águas residuárias se tornam cada vez mais relevantes. Tendo isto em vista, a célula combustível microbiana (CCM) surge como uma alternativa para o tratamento de águas residuárias e geração de energia simultaneamente, sobretudo de efluentes com elevada carga orgânica. Dessa forma, busca-se avaliar o potencial da degradação de matéria orgânica e geração de energia em um modelo de CCM tubular aplicado ao tratamento de efluente com alta concentração de matéria orgânica. A CCM será operada em regime intermitente ao longo de 8 messes, sendo alimentado por efluente sintético em escala de laboratório. Será avaliada a eficiência do tratamento por meio do monitoramento de parâmetros físico-químicos, utilizando os dados de TOC, DQO, temperatura e pH. Além disso, efetuaremos ensaios cinéticos com intuito de adquirir a taxa de remoção de matéria orgânica. Para padronizar as taxas de decaimento, será determinada a concentração de sólidos suspensos voláteis do efluente e da biomassa aderida. A diferença de potencial da CCM será obtida através de monitoramento online e os valores de potencial serão convertidos para que sejam referidos ao eletrodo de cloreto de prata (Ag/AgCl, KCl 3M, assumindo +0,210 V vs NHE a 25ºC). Com os dados de tensão será calculada a corrente de acordo com a lei de Ohm, por conseguinte a densidade de potência com base no volume da câmara anódica e catódica. Assim como eficiência coulombiana de conversão de matéria orgânica. Espera-se com isso obter o desenvolvimento de um protótipo que possa embasar técnico-cientificamente projetos em maior escala com a finalidade de atenuar a carga orgânica de águas residuárias e produzir energia limpa e renovável. (AU)

Publicações científicas

(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)

CANO, VITOR; CANO, JULIO; NUNES, SABRINA C.; NOLASCO, MARCELO A.. Electricity generation influenced by nitrogen transformations in a microbial fuel cell: assessment of temperature and external resistance. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 139, APR 2021. (17/10325-5, 17/24524-0)

CANO, VITOR; NOLASCO, MARCELO A.; KURT, HALIL; LONG, CHENGHUA; CANO, JULIO; NUNES, SABRINA C.; CHANDRAN, KARTIK. Comparative assessment of energy generation from ammonia oxidation by different functional bacterial communities. Science of The Total Environment, v. 869, p. 14-pg., 2023-01-31. (17/24524-0, 19/06266-9, 17/10325-5)