Potencial de produção de bioetanol a partir da microalga S. obliquus utilizada na bioremediação de lixiviado de aterro

Abstract

A utilização da biomassa de microalgas como fonte alternativa e sustentável de energia tem vindo a ser desenvolvida nas últimas décadas, havendo um grande foco na produção de biocombustíveis líquidos a partir desta. Por outro lado, a gestão de resíduos é uma fonte de impactes económicos, sociais e ambientais derivados da sua deposição em aterro, nomeadamente, a geração de grandes volumes de lixiviado. A presente tese consistiu no estudo da bioremediação do lixiviado de um aterro industrial por meio da microalga Scenedesmus obliquus e a avaliação da biomassa algal obtida como matéria-prima potencial para a produção de bioetanol. O estudo decorreu em três etapas: a) aplicação de um pré-tratamento ao lixiviado e caracterização do efluente pré-tratado, b) inoculação dos lixiviados pré-tratados com as microalgas e caracterização do efluente final e c) avaliação do potencial de produção de bioetanol a partir da biomassa algal produzida. Foram realizados ensaios de pré-tratamento por precipitação química sob arejamento, tendo sido testadas diferentes condições reacionais. Posteriormente, foi realizada a caracterização físico-química dos efluentes pré-tratados. Verificou-se que a condição ótima de pré-tratamento com hidróxido de cálcio obteve valores de remoção para densidade ótica, SST CQO e NH4+ de 94%, 87%, 57% e 31%, respetivamente. Nas condições ótimas de pré-tratamento com cinzas de biomassa foram obtidas taxas de remoção de 99%, 58%, 61% e 77%, para os mesmos parâmetros referidos anteriormente. Com esta abordagem foi possível comprovar um grande potencial na aplicação cinzas de biomassa como agente precipitante, apresentando-se este resíduo como uma alternativa viável, sustentável e eficaz no pré-tratamento de lixiviado de aterro. Na fase de bioremediação do lixiviado pré-tratado, efetuou-se a monitorização do crescimento das microalgas, observando-se produtividades médias nos reatores com lixiviado pré-tratado com hidróxido de cálcio e cinzas de 9 e 19 mg.L-1d-1, respetivamente. A caracterização do efluente final do reator com lixiviado pré-tratado com hidróxido de cálcio permitiu a determinação de uma redução nos SST, CQO e NH4+ de 61%, 50% e 40%, respetivamente. No caso do reator contendo lixiviado pré-tratado com cinzas, as taxas de remoção para SST e CQO situaram-se nos 81% e 41%, porém para o NH4+ houve um aumento, possivelmente em resultado da morte da cultura na fase final do ensaio. Finalmente, estudou-se o potencial de produção de bioetanol a partir da biomassa obtida. A realização de uma hidrólise ácida permitiu obter uma concentração de açúcares totais de 7,18 geq.glucose.L-1, o que equivale a um rendimento teórico de bioetanol de 90 mgetanol / gbiomassa. Este rendimento não foi elevado pois as microalgas têm teores de hidratos de carbono reduzidos mas podem ser utilizadas em combinação com outras matérias-primas mais ricas em açúcares e constituir uma fonte de nutrientes necessários às leveduras durante o processo de fermentação

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