Tratamento anaeróbio de duplo estágio: investigação da influência sobre a produção de bioenergia, as características do lodo e a sua aplicabilidade para o tratamento de efluentes

Resumo

O tratamento anaeróbio é uma tecnologia de grande aplicação para o tratamento de efluentes domésticos e industriais. Entretanto, em condições de estresse, como choques de carga e afluência de materiais tóxicos, pode ocorrer um desequilíbrio no sistema devido às limitações cinéticas e termodinâmicas das arquéias metanogênicas. Ao permitir condições ambientais mais favoráveis para cada grupo microbiano, os reatores de duplo estágio acidogênico-metanogênico oferecem maior controle e estabilidade ao processo. Além disso, tem como potenciais vantagens o aumento da produção de bioenergia, por meio da recuperação do hidrogênio produzido na etapa acidogênica, e a redução da viscosidade e da biomassa suspensa em reatores metanogênicos, o que por sua vez, quando conjugados com membranas, pode contribuir para maiores fluxos atingíveis. Na presente tese, inicialmente serão avaliados quatro configurações de reatores acidogênicos - UASB floculento e granular, reator de leito estruturado convencional e de mistura completa - quanto ao desempenho relativo ao grau de acidificação do efluente, produção de hidrogênio e redução do tempo de detenção hidráulico. Após a escolha da configuração do reator acidogênico, este será acoplado a um reator metanogênico de leito fixo submetido a cargas orgânicas crescentes, o qual será comparado a um reator de estágio único, submetido às mesmas condições, principalmente quanto ao potencial de produção de bioenergia (hidrogênio e metano). Por fim, serão estudados biorreatores com membrana anaeróbios de um e dois estágios, com o objetivo de identificar os impactos sobre o desempenho da filtração e sobre as propriedades do lodo metanogênico decorrentes da acidogênese em etapa prévia.