PA7: Desenvolvimento e operacionalização de dois sistemas biológicos para tratamento do efluente de biodigestores

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1 PA7: Desenvolvimento e operacionalização de dois sistemas biológicos para tratamento do efluente de biodigestores Marcio L. Busi da Silva, Ph.D. Maio, 2015

2 Biorremediação e ficorremediação do digestato

3 Experimentos escala laboratorial

4 N-NH3, N-NO2, N-NO3 (Ln C/C0) N-NH3, N-NO2, N-NO3 (Ln C/C0) PO4 ³ (Ln C/C0) Biorremediação do digestato y = x R² = y = x R² = Tempo (dias) UASB Série2 RBA Remoção (%) - HRT 7 a 10 dias N-NH4 PO4 UASB ,3 UASB ,5 RBA ,5 RBA ,1 3 2 NO3 UASB 3 2 NO2 RBA 1 1 NO3 0-1 NO2 NH4 0-1 NH Tempo (dias) Tempo (dias)

5 Atividade: Testar metodologias e processos para coleta da biomassa algal

6 Tanino [µg/ml] % RB Quitosana Nanoquitosana 50 96

7 Centrifugação

8 Atividade: Avaliação do uso da biomassa algal na produção incremental do biogás 8

9 Resultados e Discussão 785 ±10 L N. Kg SV ±13 L N. Kg SV -1 Volume cumulativo de biogás produzido durante os ensaios de digestibilidade anaeróbia. 9

10 Substrato CH 4 (%) CO 2 (%) Controle Positivo Controle Negativo 59,30 ± 0,01 40,70 ± 0,01 60,74 ± 0,03 39,26 ± 0,03 Microalgas 69,38 ± 0,02 30,62 ± 0,02 Qualidade superior outras plantas Braquiária = 46% CH 4 Silagem de milho = 54% CH 4 Triticale = 61% CH 4

11 Atividade a ser realizada Avaliar a composição quali-quantitativa e a toxicidade do material algáceo produzido Microalgae composition Lipídeos 1% Outros 8% Carboidratos 41% Proteínas 50% MS Ca Mg P Cu Zn Mn Fe CZ C_org FB K Na EE N (%) (mg/kg) (mg/kg) mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (%) (%) (%) mg/kg) (mg/kg) (%) (mg/kg)

12 Atividade a ser realizada Avaliação do uso da biomassa algal como fonte nutricional da cadeia produtiva de aves e suínos Supervisor: Dr. Marcio Luis Busi da Silva

13 Atividade: Avaliação do potencial de [a] produção de bioetanol utilizando microalgas como matéria-prima MICROALGA CARBOIDRATOS PROTEÍNAS LIPÍDEOS REFERÊNCIA Chlamydomonas rheinhardii Bruton et al., (2009) Chlorella pyrenoidosa Chlorella vulgaris Bruton et al., (2009) Bruton et al., (2009) Dunaliella bioculata Prajapati et al., (2013) Dunaliella salina Laminaria sp. Scenedesmus quadricauda Spirulina maxima Bruton et al., (2009) Matsui & Koike (2010) Matsui & Koike (2010) Bruton et al., (2009) [a] O Spirulina teor de proteína platensis por conversão 8 de - 14 azoto (N 6,25) Bruton et al., (2009) Chlorella vulgaris ESTE ESTUDO

14 [ g açucar /g alga ] 0, [ ] ácido Gráfico 2 - Relação entre as diferentes concentrações de ácido sulfúrico utilizadas para hidrólise da biomassa de microalgas.

15 Sugar (g/l) Saccharomyces Control S. cerevisiae S. chardoney Time (h) Ethanol after 4h Positive control (glicose) Std. ethanol Feedstock Yield (ton/ ha/ yr) Sugar content (kg/ ton) Theoretical (ton-sugar/ ha/ yr) Microalgae 54.8 (0.03 g-dw algae/ L d) Sugarcane

16 Atividade: Projeto, construção e monitoramento de lagoa de alta taxa como fotobioreator

17 Atividade: Remoção nitrogenio processo ANAMMOX ANAMMOX Oxidação Anaeróbia do Íon Amônio NH ,32 NO ,066 HCO ,13 H + 1,02 N 2 + 0,26 NO ,066 CH 2 O 0,5 N 0,15 + 2,03 H 2 O Características: - Anóxico; - Quimiolitoautotróficos; - Temperatura = 20 a 43ºC; - Duplicação lenta; JETTEN, M. S.M. et al. The anaerobic oxidation of ammonium. FEMS Microbiology Reviews. v. 22. p SCHIERHOLT NETO, G. F.; KUNZ, A.; VANOTTI, M.; SOARES, H. M.; MATEI, R. M. Aclimatação e acompanhamento da atividade de lodos de efluentes de suinocultura para remoção de nitrogênio pelo processo de oxidação anaeróbia de amônia (anammox). In: XXX congreso internacional de ingenieria sanitaria y ambiental. Anales. Punta del este

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20 Concentração N (gn.l -1.d ¹) Tempo (dias) Remoção nitrogênio 18,3 gn.l -1.d ¹ Tratamento convencional 0,41 g N.L ¹.d ¹ BORTOLI, M CASAGRANDE, C. G.; KUNZ, A.; DE PRA, M.C.; BRESSAN, C.R.; SOARES, H.M. High nitrogen removal rate using anammox process at short hydraulic retention time. Water Science & Technology. v p BORTOLI, M. Partida, Operação e Otimização de um sistema de nitrificação/ desnitrificação visando a remoção de nitrogênio de efluente da suinocultura pelo processo Ludzack-Ettinger modificado. Dissertação mestrado engenharia química, UFSC Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis

21 Variação carga aplicada e removida de nitrogênio durante operação de um reator de desamonificação. Eficiência Remoção N-NHз 77%

22 Recursos investimento Crédito: R$ ,00 Débito: R$ 149, Saldo: R$ 22, Recursos serviços de terceiros Crédito: R$ 20, Débito: R$ 0.00 Saldo: R$ 20,000.00

23 Obrigado! Tel: (49)