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Produção de biomassa microalgal em efluente sucroalcooleiro clarificado por coagulação eletroquímica

O processo de produção de etanol combustível gera quantidades consideráveis de vinhaça como água residuária. Devido aos grandes volumes gerados por safra, o cultivo de microalgas surge como alternativa de tratamento, visando a remoção de carbono e nutrientes e obtendo biomassa passível de aproveitamento comercial. Como o efluente apresenta pH ácido e elevada turbidez, faz-se necessário um pré-tratamento para adequar a vinhaça como meio de cultivo. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar o processo integrado de eletrocoagulação da vinhaça de cana-de-açúcar com eletrodos de alumínio ou ferro e posterior cultivo da microalga Desmodesmus subspicatus. A eletrocoagulação com ambos materiais adequou o pH da vinhaça e clarificou o efluente, sendo necessária a dosagem de 2,9 g Al+3 L-1 ou 11,1 g Fe+2 L-1 pela eletrólise usando eletrodos de alumínio ou ferro, respectivamente. O grau de clarificação atingido foi superior à centrifugação (método de clarificação alternativo), a qual precisou de ajuste de pH para o posterior cultivo da microalga. O cultivo mixotrófico de D. subspicatus mostrou uma elevada produtividade de biomassa (1,47 g L-1 dia-1) e rendimento biomassa/substrato (1,46 g biomassa g COT-1). O processo integrado atingiu a remoção de 68 e 76% do carbono orgânico e nitrogênio total da vinhaça in natura, respectivamente, usando eletrodos de alumínio. O cultivo em vinhaça pré-tratada com eletrodos de ferro mostrou resultados inferiores, indicando uma possível interferência de espécies do metal remanescentes no meio.

Produção de biomassa microalgal em efluente sucroalcooleiro clarificado por coagulação eletroquímica

Palavras chave: Clarificação, Cultivo mixotrófico, Desmodesmus subspicatus, Eletrocoagulação, Vinhaça.

Keywords: Clarification, Desmodesmus subspicatus, Electrocoagulation, Mixotrophic cultivation, Vinasse.

Abstract:

The ethanol fuel productive process generates considerable amounts of vinasse as wastewater. Due to the large generated volumes, microalgae cultivation is an alternative for treatment, in order to remove carbon and nutrients and to produce valuable biomass. However, due to vinasse high turbidity and acidic pH, it is necessary to perform a pretreatment process to adequate the effluent as a culture medium. In this context, the objective of this work was to evaluate the integrated process of electrocoagulation of sugarcane vinasse using aluminum or iron electrodes and subsequent cultivation of the Desmodesmus subspicatus microalgae. Electrocoagulation with both materials adjusted vinasse pH and clarified the effluent, being necessary the dosage of 2.9 g Al+3 L-1 or 11.1 g Fe+2 L-1 by the electrolysis using aluminum or iron electrodes, respectively. Electrocoagulation was more efficient in turbidity removal than centrifugation (an alternative clarification method), which required adjustment of pH for the subsequent cultivation of the microalgae. The mixotrophic cultivation of D. subspicatus showed high biomass productivity (1.47 g L-1 day-1) and biomass to substrate yield (1.46 g biomass g COT-1). The integrated process removed 68 and 76% of the organic carbon and total nitrogen from raw sugarcane vinasse, respectively, using aluminum electrodes. The microalgae cultivation in vinasse pretreated using iron electrodes showed inferior results, indicating a possible interference of remaining metal species in the medium.

Autores

  • Mauricio Daniel Montaño Saavedra
  • Reinaldo Gaspar Bastos
  • Viktor Oswaldo Cárdenas Concha