Tratamento de glicerol bruto por meio de reator anaeróbio (UASB modificado) e pós-tratamento em reator aeróbio

Abstract

No Brasil, foram produzidos cerca de 6 milhões de m³ de biodiesel no ano de 2022 e até o fim do mês de abril desse ano (2023) o valor de produção já soma cerca de 2 milhões de m³. Como principal subproduto da produção desse biocombustível tem-se o glicerol, que decorrente da sua elevada carga orgânica deve apresentar disposição adequada no ambiente. Em 2021, a geração desse subproduto atingiu o montante de cerca de 600 mil m³. Neste trabalho foi examinado o potencial do tratamento biológico do glicerol a partir da digestão anaeróbia em um reator do tipo UASB modificado, com posterior adição de uma câmera aeróbia como forma de pós-tratamento. O período operacional foi dividido em 3 fases nas quais foram mantidas o tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24h, variando a carga orgânica volumétrica (COV) de 0,52 até 2,02 Kg.DQO.m-3.d-1. Na fase 1 e 2 foi avaliado somente o desempenho do reator UASB modificado, nas quais foram obtidos valores médio de eficiência de remoção de matéria orgânica igual a 61,7±13,7% (fase 1) e 81,0±7,0% (fase 2), com os valores de demanda química de oxigênio (DQO) do efluente variando entre 189±57 mg L-1 (fase 1) e 211±110mg L-1 (fase 2). Para a fase 3 foram obtidos valores de eficiência de remoção de matéria orgânica igual a 79,7±6,2% (reator UASB modificado) e 92,6±2,2% para o sistema completo (UASB modificado + câmera aeróbia). Foram obtidos também valores de remoção de glicerol do meio, tendo como média 99,0±1,0 %. Os valores médios de DQO do efluente foram de 457±108 mg L-1 (sistema anaeróbio) e 155±51 mg L-1 (sistema completo). Nas fases 2 e 3 foi adicionado bicarbonato de sódio (NaHCO3) como fonte externa de alcalinidade, sendo usado uma concentração de 0,5 gNaHCO3.L-1 para a fase 2 e variação de 0,5 a 1,0 gNaHCO3.L-1 para a fase 3. Durante todo o período operacional não foi observado acúmulo excessivo de ácidos voláteis totais (AVT) bem como consumo significativo de alcalinidade a bicarbonato (AB). Dessa forma, o sistema demostrou-se eficaz frente a remoção de matéria orgânica e glicerol do meio, apresentando-se como destinação adequada para o subproduto em estudo.

In Brazil, about 6 million m³ of biodiesel were produced in 2022 and by the end of April of this year (2023) the production value already adds up to about 2 million m³. The main byproduct of the production of this biofuel is glycerol, which due to its high organic load must be properly disposed of in the environment. In 2021, the generation of this byproduct reached the amount of 600,000 m³. In this work the potential of the biological treatment of glycerol was examined through anaerobic digestion in a modified Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, with subsequent addition of an aerobic chamber as a form of post-treatment. The operational period was divided into 3 phases in which the hydraulic detention time (HDT) was maintained at 24h, varying the volumetric organic load (VOC) from 0.52 to 2.02 Kg.COD.m-3.d-1. In phases 1 and 2, only the performance of the modified UASB reactor was evaluated, where mean values of organic matter removal efficiency equal to 61.7±13.7% (phase 1) and 81.0±7.0% (phase 2) were obtained, with the chemical oxygen demand (COD) values of the effluent varying between 189±57 mg L-1 (phase 1) and 211±110mg L-1 (phase 2). For phase 3, organic matter removal efficiency values equal to 79.7±6.2% (modified UASB reactor) and 92.6±2.2% for the complete system (modified UASB + aerobic chamber) were obtained. Glycerol removal values from the medium were also obtained, averaging 99.0±1.0 %. The average COD values of the effluent were 457±108 mg L-1 (anaerobic system) and 155±51 mg.L-1 (complete system). In phases 2 and 3, sodium bicarbonate (NaHCO3) was added as an external source of alkalinity, and a concentration of 0.5 gNaHCO3.L-1 was used for phase 2 and a variation of 0.5 to 1.0 gNaHCO3.L-1 for phase 3. During the entire operational period, no excessive accumulation of total volatile acids (TVA) as well as significant consumption of bicarbonate alkalinity (BA) was observed. Therefore, the system proved to be effective in removing organic matter and glycerol from the environment, presenting itself as an appropriate destination for the byproduct under study.