Tratamento biológico de soro de queijo utilizando um sistema fermentativo concomitante com digestão anaeróbia

Abstract

A digestão anaeróbia é empregada para o tratamento de poluentes orgânicos mediante a biodegradabilidade para a geração de biogás e economia de recursos. Por outro lado, o processo de fermentação com uso de leveduras tem sido muito estudado para a geração de álcool e biomassa, sem considerar que durante o mesmo as leveduras também realizam a degradação da matéria orgânica. A junção de ambos processos (fermentação - digestão anaeróbia) possibilitará obter remoções a partir de altas concentrações de substrato. O presente projeto é baseado no tratamento de efluentes da indústria de laticínios com a combinação do processo fermentativo da levedura Kluyveromyces marxianus e a digestão anaeróbia por manta de lodo. Fez-se um teste parcial de atividade lipolítica para a produção de lipase com a finalidade de degradar a fase lipídica formada pela gordura dos laticínios no reator anaeróbio compartimentado-RAC. Para o tratamento com levedura foi utilizado um reator de bolhas e um reator aeróbio-anaeróbio compartimentado – RAAC, com volume total de 3,8 L, com conexão a um sedimentador de 2 L com tempo de retenção hidráulico - TRH de 1 dia. Para o tratamento com digestão anaeróbia, foi usado um RAC de 35,7 L e um RAC de 5 L, sendo este ultimo usado para os ensaios nos sistemas concomitantes. Os resultados parciais da atividade lipolítica obtiveram até 4,55 μmol.mL-1. Obteve-se uma remoção de 98% com uma alimentação de entrada de 9.000 mg DQO.L-1 para o RAAC. No reator de bolhas a remoção foi de 63,3% para a concentração de 3.000 mg DQO.L-1. O RAC de 5 L do sistema integrado alcançou uma remoção de 89,9%. Para o tratamento anaeróbio, os resultados dos 2 ensaios no RAC de 5 L foram de 10,5% no ensaio 1 e 71% no ensaio 2. A maior remoção obtida no RAC de 35,7 L foi para 1.190 mg DQO.L-1 com remoção de 90,8% de DQO.

Anaerobic digestion is used for the treatment of organic pollutants through biodegradability for generation of biogas and resource savings. On the other hand, yeast fermentation process has been studied for generation of alcohol and biomass, without consider that, during the same yeasts also carry out the degradation of organic matter. The combination of both processes (fermentation - anaerobic digestion) will allow to obtain removals from high substrate concentrations. The present project was based on treatment of effluents from dairy industry with combination of the fermentative process of yeast Kluyveromyces marxianus and anaerobic digestion by sludge blanket. A partial lipolytic activity test was performed for lipase production in order to degrade the lipid phase formed by milk fat in the compartmentalized anaerobic reactor-CAR. For yeast treatment, a blast reactor and a compartmentalized aerobic-anaerobic reactor - CAAR, with a total volume of 3.8 L were used, with connection to a 2 L settler with hydraulic retention time - HRT of 1 day. For treatment with anaerobic digestion, a CAR of 35.7 L and a CAR of 5 L was used, latter being used for assays in concomitant systems. The partial results of lipolytic activity obtained up to 4.55 μmol.mL-1. A 98% removal was achieved with an inlet feed of 9,000 mg COD.L-1 for CAAR. In bubble reactor, removal was 63.3% for concentration of 3,000 mg COD.L-1. The CAR of 5 L of integrated system achieved a 89.9% removal. For anaerobic treatment, the results of 2 trials in the 5 L RAC were 10.5% in assay 1 and 71% in assay 2. The highest removal obtained in RAC of 35.7 L was 1,190 mg COD. L- 1 with removal of 90.8% COD.