Tratamento de Água

Tratamento de água residuária a base de xilose em reator descontínuo visando à produção de biometano – Artigo técnico

Quimica e Derivados
12 de julho de 2017
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    Água residuária sintética a base de xilose

    A água residuária sintética a base de xilose utilizada no experimento foi preparada de acordo com a composição apresentada na Tabela 1. A concentração foi variada de 1000 a 5000 mg-DQO/L.

    Química e Derivados, Tratamento de água residuária a base de xilose em reator descontínuo visando à produção de biometano - Artigo técnicoTabela 1. Composição da água residuária sintética (base de cálculo para 1000mg-DQO/L)

    Modelo cinético da rota metabólica anaeróbia da xilose

    Química e Derivados, Tratamento de água residuária a base de xilose em reator descontínuo visando à produção de biometano - Artigo técnico

    Procedimentos analíticos

    Os procedimentos analíticos foram realizados conforme Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1995). Os compostos intermediários e o metano foram analisados por cromatografia (CG Agilent Technologies 7890). A produção de biogás foi medida por medidor Ritter.

    Procedimento experimental

    Os ensaios foram realizados (ciclos de 8h a 30°C) em diferentes condições de concentração afluente: 1000-B/2000-B/3000-B/4000-B/5000-B/5000-BA mgDQO/L (B – batelada e BA – batelada alimentada) com duração de 20 dias em cada condição. Nas condições 5000-B/5000-BA mgDQO/L foram realizados perfis das variáveis monitoradas ao longo do ciclo.

    RESULTADOS E DISCUSSÃO

    Monitoramento da estabilidade e desempenho

    O monitoramento permitiu observar a estabilidade do reator com o aumento da concentração afluente de 1000-B/2000-B/3000-B/4000-B/5000-B/5000-BA mgDQO/L, obtendo-se os valores para afluente e efluente, respectivamente (10 pontos em cada condição e desvio menor que 8%): pH – 8,27 e 7,14 ; AB – 1905/2088/3053/4285/5701/5665 e 1220/1372/2048/2615/3724/4040 mgCaCO3/L; AVT – 15/35/55/34/28/29 e 102/398/769/763/1286/1205 mgHAc/L. A concentração de biomassa no reator foi de 36,4 g-ST/L e 31,7 g-SVT/L, sendo o volume tratado por ciclo de 1520 ± 28 mL e o volume total de meio líquido no reator de 3052 ± 83 mL. Em relação ao suporte, a concentração foi de 1,65 g-ST/g-suporte e 1,42 g-SVT/g-suporte.
    As cargas orgânicas volumétricas (Figura 2) para carboidratos (aplicada COVAc e removida para amostra não filtrada COVRct e filtrada COVcft) e para DQO (aplicada COVAs e removida para amostra não filtrada COVRst e filtrada COVsft) mostram a eficiência de remoção de carboidratos de 100%, indicando também a adequada retenção da biomassa no reator. Por outro lado, em termos de DQO a eficiência foi de 49-50%, indicando um acúmulo de compostos intermediários.

    A produtividade molar volumétrica foi 4,8/7,1/12,2/17,4/23,2/20,1 mmolCH4/L∙d e os rendimentos foram 4,2/4,0/5,5/5,5/6,0/5,1 mmolCH4/g-DQO e 3,0/2,5/2,8/3,0/3,1/2,6 mmolCH4/g-carboidrato, respectivamente às condições de alimentação. O rendimento em batelada é 21% do teórico (14,6 mmolCH4/g-carboidrato), indicando que o carboidrato (xilose) consumido foi responsável pela produção de compostos intermediários (ácidos acético e propiônico), além da produção de metano.

    Química e Derivados, Tratamento de água residuária a base de xilose em reator descontínuo visando à produção de biometano - Artigo técnico

    Figura 2. Cargas orgânicas volumétricas (carboidrato e DQO) aplicadas (COVA) e removidas (COVR) em amostras não filtrada (t) e filtrada (ft) nas condições em batelada (B) e batelada alimentada (BA)



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