Avaliação do efeito da carga de sulfato na produção de hidrogênio a partir da codigestão anaeróbia de vinhaça e melaço de cana-de-açúcar em reator anaeróbio de leito fluidificado
Codigestão anaeróbia; Produção de hidrogênio; Reator anaeróbio de leito fluidificado; Relação DQO/Sulfato.
O hidrogênio é considerado um vetor energético altamente viável, por ser o elemento mais abundante do planeta e por sua combustão gerar uma quantidade significativa de energia, sendo, portanto, uma fonte de energia limpa. Dentre os processos de obtenção de hidrogênio, a produção biológica por meio da fermentação anaeróbia destaca-se como uma alternativa promissora, uma vez que permite o uso de biomassa e diversos materiais residuais como substrato. A vinhaça e o melaço de cana-de-açúcar, por pertencerem à mesma cadeia produtiva, possuem uma composição nutricional rica, sendo, portanto, adequados para a codigestão anaeróbia. No contexto da codigestão, dois ou mais substratos são combinados para servir como matéria orgânica na digestão anaeróbia, uma técnica amplamente utilizada para a produção de biocombustíveis. No entanto, a presença de sulfato e a consequente formação de sulfeto de hidrogênio podem induzir a precipitação de metais não alcalinos no reator, reduzindo sua disponibilidade para os microrganismos e impactando negativamente a produção no reator. Desta forma, este estudo tem como objetivo avaliar o efeito da carga de sulfato na produção biológica de hidrogênio, variando a concentração do substrato por meio do aumento progressivo (ajuste da composição da mistura) em um reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF). Durante os experimentos, a DQO afluente será fixa em 25 g/DQO.L⁻¹ e o tempo de detenção hidráulica (TDH) fixado em 4 horas. O material suporte para a aderência da biomassa será argila expandida triturada, e o reator será inoculado com lodo anaeróbio previamente tratado termicamente. Serão realizadas análises físico-químicas dos substratos, análise do biogás e dos metabólitos solúveis produzidos, por meio de cromatografia gasosa, além de uma avaliação da diversidade da comunidade microbiana utilizando a técnica de PCR-DGGE. Com esta investigação, espera-se obter resultados sobre a influência do aumento da carga de sulfato na produção de hidrogênio, bem como avaliar a viabilidade de aplicação desses co-substratos. Os resultados poderão contribuir para as áreas de produção de bioenergia e tratamento de efluentes agroindustriais, auxiliando no desenvolvimento de soluções para minimizar os impactos ambientais decorrentes do descarte inadequado de resíduos agroindustriais sem pré-tratamento, além de promover a geração de biocombustíveis por meio da codigestão anaeróbia.