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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2017
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
Área do 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

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)