Viabilidade do uso do melaço de soja como substrato para a digestão anaeróbia/aeróbia em reator compartimentado

Abstract

A soja é o maior produto de exportação do Brasil. Dentre os diversos produtos e subprodutos da cadeia da soja, o melaço de soja, obtido como subproduto da produção de proteína concentrada de soja, ainda não possui um processo consolidado de reaproveitamento e disposição final. Neste estudo, o objetivo principal foi avaliar o potencial do tratamento biológico do melaço de soja a partir da digestão em um reator compartimentado anaeróbio/ aeróbio (RCAA) e a produção de biogás para aproveitamento energético. Para esta finalidade foi utilizado reator compartimentado composto de três câmaras anaeróbias e uma câmara aeróbia, sendo esta última para o polimento final do tratamento. O trabalho foi dividido em 2 etapas, nas quais foram testadas diferentes cargas orgânicas volumétricas (0,3 até 3,9 kgDQO m-3 d-1), cada etapa dividida em fases nas quais variou-se o tempo de detenção hidráulica (48 e 36 horas) e concentração de matéria orgânica (800 mgO2 L-1 a 6000 mgO2 L-1). Na etapa I avaliou-se o desempenho do RCAA sem a recirculação do efluente tratado e os resultados obtidos mostram que o reator possui elevada capacidade de tratamento do melaço, com elevadas eficiências de remoção de matéria orgânica, acima de 90%. A concentração de matéria orgânica do efluente final variou entre 34,4 ± 33,1 mgO2 L-1, para a fase 1, até 763,8 ± 707,9 mgO2 L-1, para a fase 6. Já na etapa II, foi aplicada a recirculação do efluente tratado anteriormente à entrada da segunda câmara do reator, a fim de avaliar o comportamento do sistema sem utilização de um meio alcalinizante no meio de alimentação. Resultados satisfatórios foram obtidos, com eficiências médias de remoção de 74,2% para a fase 1 até o máximo de 92,2% na fase 3. A produção de biogás foi calculada teoricamente, no qual a concentração de metano média foi acima de 80%. A utilização desse tipo de reator mostra-se eficaz para a solução de um problema para destinação efetiva e sustentável do melaço de soja.

Brazil soybean production generates a great number of by-products without an effective commercial value or sustainable destination. In this context, the main objective of this work was to evaluate the potential use of an anaerobic/aerobic baffled reactor (AABR) with an aerobic chamber (AC) in the biogas generation and treatment of soybean molasses which is a by-product derived from concentrated soybean protein processing industry. The entire bench scale AABR reactor consisted of three anaerobic chambers, one aerobic chamber and one settling tank. The reactor was fed with soybean molasses as substrate (103 days) for several operating conditions (0.43 kgCODm-3d-1at 3.86 kgCODm3d-1) in which the substrate concentration was gradually increased (800 to 6,000 mg CODL-1) and the hydraulic detention time (TDH) was maintained at 48 h and 36 h. The anaerobic system showed an excellent average efficiency in COD removal (total and filtered) as higher as 91%. The mean concentration of CODTotaland CODFilteredin effluent varied between 34.4 mg L-1to 763.8 mg L-1and 29.1 mg L-1to 540.3 mg L-1, respectively, after the aerobic chamber (phases 1 to 6). Considering the entire system (anaerobic + aerobic), the average value of COD removal efficiency was as high as 95.4%. No accumulation of volatile fatty acids (VFA) was found, as the VFA concentration remained between 30.6 and 226.4 mgHacL-1in the final effluent. The results show that AABR has great potential for a sustainable destination of soybean molasses.