Cultivo de microalgas em efluentes da indústria de beneficiamento de carnes em fotobiorreator do tipo coluna de bolhas

Abstract

O presente estudo teve por objetivo a avaliação do cultivo de microalgas em fotobiorreator do tipo coluna de bolhas, com a utilização de efluentes da indústria de beneficiamento de carnes, previamente tratados em nível primário e secundário. Scenedesmus sp. foi o gênero dominante da comunidade fitoplanctônica em ambos os efluentes avaliados. As maiores concentrações de biomassa, de 940 e 1.160 mg SSV/L, foram verificadas pelo cultivo em efluente primário, para as relações N/P de 4,8 e 15,8, respectivamente. Verificou-se a remoção satisfatória de N-NH 4+ e PS em todas as operações, atingindo eficiências de 86-100% e 33-100%, respectivamente. Enquanto se observou a remoção rápida de COD no efluente primário (52,7-74,5%), houve incremento de COD no efluente secundário (1,6-75,1%). Como a biomassa cultivada em ambos os efluentes avaliados apresentou baixo conteúdo lipídico (< 10%), a maior produtividade lipídica verificada no efluente primário, de até 3,7 g/m2.d, foi atribuída à sua maior produção de biomassa em relação ao efluente secundário. O desempenho energético do sistema foi avaliado em termos da produtividade específica de biomassa, P B /E C (mg/kJ), definida como a produtividade de biomassa por input energético e pela taxa energética líquida (NER), que relaciona a energia total produzida e a energia total consumida pelo sistema. Ambos os efluentes avaliados resultaram em valores de NER (biomassa e lipídios) e P B /E C reduzidos, indicando o baixo desempenho energético do sistema. Uma das maiores limitações verificadas foi o elevado consumo energético advindo da agitação do meio pelo compressor de ar utilizado. Ao menos que sejam exploradas as diversas possibilidades de redução do consumo energético e aumento do conteúdo lipídico, a utilização da biomassa produzida pelo cultivo nos efluentes avaliados deve ser direcionada a outro aproveitamento que não a produção de biodiesel.

The present study aimed to evaluate the cultivation of microalgae in bubble column type photobioreactor, with the use of effluents from meat processing industry, previously treated in primary and secondary level. Scenedesmus sp. was the dominant genre of the phytoplankton community in both evaluated effluents. The largest concentrations of biomass, 940 and 1.160 mg VSS/L, were verified by cultivation in primary effluent, for N/P ratios 15.8 and 4.8, respectively. It was found a satisfactory removal of N-NH 4+ and soluble P in all operations, achieving efficiencies of 86-100% and 33-100%, respectively. While a quick removal of DOC in the primary effluent (52.7-74.5%), there was an increase of DOC in secondary effluent (1.6-75.1%). As the biomass grown in both evaluated effluents presented a low lipidic content (<10%), the largest lipid productivity verified in the primary effluent, of up to 3.7 g/m2.day, was attributed to its higher biomass production in relation to secondary effluent. The energy performance of the system was evaluated in terms of the metric specific biomass productivity, P B /E C (mg/kJ), defined as the biomass productivity per unit energy input and the net energy rate (NER), which relates the total energy produced and the total energy consumed by the system. Both evaluated effluent resulted in paltry NER (biomass and lipids) and P B /E C values, indicating a low energy system performance. One of the major limitations observed was the high energy consumption arising from the bustle of the medium by the air compressor utilized. Unless the various possibilities of reduction of energy consumption and increase of the lipidic content are explored, the use of the biomass produced by the cultivation in the evaluated effluents should be directed to a different use, rather than the production of biodiesel.