Avaliação da produção de hidrogênio a partir de glicerol em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente

• Processo: 10/12726-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Saneamento Ambiental
• Pesquisador responsável: Marcelo Zaiat
• Beneficiário: José Augusto Bolzan Agnelli
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/15984-0 - Produção de bioenergia no tratamento de águas residuárias e adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados, AP.TEM
• Assunto(s): Bioenergia Geração de energia Tratamento biológico Reatores anaeróbios de fluxo ascendente Produção de hidrogênio Kefir Glicerol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: glicerol | kefir | Produção de hidrogênio | reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente | Tratamento biológico | Geração de bioenergia a partir de águas residuárias

Resumo

Atualmente tem sido constatada a relação entre o aquecimento global e o aumento da emissão de gases produzidos pela queima de recursos combustíveis. (GOLDEMBERG, 1992). A principal parcela destes gases, cerca de 57%, deriva da produção e uso de energia, sendo esta originada principalmente na queima de combustíveis fósseis, responsáveis por cerca de 80% do suprimento da demanda energética mundial (DAS et al., 2001). Para controle dessa poluição, bem como o enfrentamento da degradação dos recursos naturais, há necessidade de se criar estratégias que motivem empresas a investirem em ações cujo resultado final seja a diminuição de impacto ao meio ambiente. A transformação de resíduos, através da aplicação de processos físicos, fisico-químicos ou bioquímicos, tem se mostrado promissora no que se concerne à motivação de investimentos no setor. No entanto, para os tratamentos de efluentes industriais, grande parte dos sistemas de tratamento é motivada pelo rigor da legislação ambiental em vigor, visto a utilização de resíduos como matéria-prima para produção de bens com apelo econômico, encontra-se incipiente e ainda restrito ao ambiente científico/acadêmico. À medida que se avançar nas pesquisas de modo a se disponibilizar ao setor produtivo tecnologias que permitam, a partir de um resíduo, se obter produtos, que apresentem um valor agregado, podendo minimizar os custos das instalações, os números voltados a este setor devem aumentar substancialmente. O hidrogênio obtido a partir de matérias-primas renováveis constitui uma alternativa energética bastante promissora, pois apresenta potencial de 122 kJ.g-1, cerca de 2,75 vezes maior que a energia obtida a partir de hidrocarbonetos, além de não gerar gases potencializadores do efeito estufa. Quatro são os processos básicos para a produção do gás hidrogênio a partir de fontes primárias de energia não-fósseis: (I) eletrólise da água; (II) processos termoquímicos; (III) processos radiolíticos e (IV) processos biológicos (LAY et al., 1999). A obtenção de hidrogênio por via biológica pode ocorrer por meio de dois processos: fotossintético e fermentativo, sendo a fermentação tecnicamente mais simples e a que apresenta vantagens como as altas velocidades de produção de hidrogênio e os baixos custos da tecnologia fermentativa. Em vista desta breve exposição, o objetivo geral deste projeto será avaliar a produção de hidrogênio (H2) a partir de glicerol em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente, utilizando uma cultura proveniente da indústria de laticínios (Grãos de Kefir). Os objetivos específicos deste projeto serão a determinação, por ensaios em batelada, uma faixa de concentração adequada, em termos de DQO, para realização dos ensaios em reator contínuo e a avaliação do efeito da aplicação de 3 TDHs sobre a produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente. Tal projeto se justifica pelo fato de o hidrogênio obtido por processos biológicos a partir de águas residuárias apresentar-se como uma solução no âmbito energético, ambiental e econômico, uma vez que a sua aplicação em célula de combustível gera energia elétrica, tendo como produtos finais somente calor e agua. Além disso, a matéria-prima a ser utilizada em sua geração, no caso o glicerol, encontra-se disponível como um produto secundário da fabricação de biodiesel que pode ser revalorizado por meio da geração de hidrogênio e ácidos orgânicos. (AU)