Biossistemas integrados na codigestão do glicerol bruto em resíduos agroindustriais para a geração de H2 e CH4

Abstract

A produção de biodiesel tem crescido e ganhado destaque no cenário energético mundial. Com isso, seu principal coproduto, o glicerol bruto (GB), tem acompanhado esse aumento, ocasionando a formação de grandes estoques deste resíduo. Uma alternativa promissora para a sua redução consiste na utilização por processos biológicos anaeróbios visando à produção de biogás, tanto hidrogênio (H2) quanto metano (CH4). Sabe-se que a eficiência dessa bioconversão aumenta por meio da codigestão com outros resíduos orgânicos. Assim, o objetivo deste estudo consistiu na codigestão do GB, proveniente da produção de biodiesel a partir de óleos residuais domésticos, com vinhaça citrícola (VC), em dois estágios sequenciais. No 1º estágio (Ensaio 1), o reator anaeróbio foi operado em batelada, alimentado com 5 g DQO L-1 GB e 5 g DQO L-1 VC, na presença de cultura mista pertencente ao gênero Clostridium sp., a 37 °C, pH 5,5, headspace com N2, gerando 4,48 mmol H2 L-1 em 112 h de experimento, sendo consumidos 93,19 % de GB e 74,00 % de glicose. Um ensaio controle (Controle 1) foi montado com apenas 5 g DQO L-1 GB, não sendo verificada produção de H2. O efluente gerado no Ensaio 1 (200 mL) foi usado como substrato no 2º estágio (Ensaio 2) por um inóculo in natura identificado por consórcio de bactérias anaeróbias fermentativas e archaeas metanogênicas, no reator anaeróbio metanogênico (500 mL), headspace com N2, pH 7,0, a 37 °C, gerando 229,08 mmol CH4 L-1 em 624 h de operação. Além disso, 87,34 % da DQO e 93,75 % do metanol proveniente do GB foram consumidos.  O efluente gerado pelo Controle 1 produziu apenas 40,58 mmol CH4 L-1 (Controle 2). Dessa forma, constatou-se que a codigestão elevou a geração de biogás, com consumos de resíduos orgânicos e tóxicos presentes no GB por meio dos sistemas integrados.

Palavras-chave: Biodiesel. Digestão anaeróbia. Hidrogênio. Metano.