Evaluation of anaerobic treatment in biodiesel contaminated effluent biodegradation

The generation of effluent contaminated by biodiesel has been increasing due to the search for renewable fuels. Anaerobic biological treatment has been widely used for effluents and has been adopted in this study. Initially experiments were performed with optional mixed culture (C1) from pond contaminated by diesel oil and gasoline. This culture was initially adapted in synthetic effluent contaminated with biodiesel under an intermittent aeration condition in the concentrations of biodiesel of 2.5, 5.0, 10.0, 20.0 and 50.0 g / L. The process under anaerobic conditions was developed in 100 ml hermetically sealed penicillin flasks with a gas capture system, with biodiesel concentration of 5.0 g / L. In this condition, the effect of inoculum preparation was evaluated on the biodegradation process. The results showed that, regardless of the inoculum preparation condition (under intermittent or anaerobic aeration condition), the maximum biodiesel removal obtained in 14 days of the process was higher than 85%. Sludge anaerobic (C2) was used in the studies, this was obtained from a UASB reactor of an anaerobic treatment unit of effluent from a tobacco industry (Souza Cruz). The C2 sludge was able to adapt the concentrations of biodiesel from 2.5, 5.0 and 7.5 g / L, in conical reactors of 500 mL capacity, hermetically sealed and adapted with a gas collection system for 16 days of process at table oscillatory at 150 rpm. During adaptation of this sludge followed a mid-exchange protocol in predefined time intervals, an experiment was performed without exchange of medium in two concentrations of sodium bicarbonate, employed as a coagulant agent of the medium. After that, the tests were carried out to verify the effect of: supplementation of the culture medium, A/M ratio (food / microorganism-COD/SSV) and NaHCO3 concentration (gHCO3-/gDQO) on biodiesel biodegradation, using 5.0 g / L of biodiesel in a conical bench reactor for 16 days. According to the results, the experiment with nutrient supplementation, with A/M ratio of 0.4 and 0.3 gHCO3-/gDQO was the condition that presented the highest biodiesel removal with approximately 87% and higher biogas production (CH4 with 0.889 mmol and CO2 of 1.308 mmol), respectively. In this best process condition, an experiment was carried out in a UASB reactor with a capacity of 8.2 L, under the condition of mesophilic temperature in the concentration of 5.0 g / L of biodiesel. The maximum biodiesel removal in this condition was 74% and with a mean biogas production of 6.14 ± 1.5 mL / h and a ratio of 0.57 mmol of CH4 to 0.250 mmol of CO2.FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)A geração de efluente contaminado por biodiesel tem sido crescente devido à busca por combustíveis renováveis. O tratamento biológico anaeróbio tem sido bastante empregado para efluentes e foi adotado neste estudo. Inicialmente foram realizados experimentos com a cultura mista facultativa (C1) advinda de lagoa contaminada por óleo diesel e gasolina. Essa cultura foi inicialmente adaptada em efluente sintético contaminado com biodiesel sob condição de aeração intermitente nas concentrações de biodiesel de 2,5, 5,0, 10,0, 20,0 e 50,0 g/L. O processo sob condições anaeróbias foram desenvolvidos em frascos de penicilina de capacidade de 100 mL hermeticamente vedados e com sistema de captura de gases gerados, com concentração de 5 g/L de biodiesel. Nesta condição foi avaliado o efeito da preparação do inóculo no processo de biodegradação. Os resultados mostraram, que independente da condição de preparo do inóculo (sob condição aeração intermitente ou anaeróbio) a remoção máxima de biodiesel obtida em 14 dias de processo foi superior a 85%. Lodo anaeróbio (C2) foi empregado nos estudos, este foi obtido de reator UASB de uma unidade de tratamento anaeróbio de efluentes de uma indústria de tabaco (Souza Cruz). O lodo C2 foi capaz de adaptar as concentrações de biodiesel de 2,5, 5,0 e 7,5 g/L, em reatores cônicos de bancada de capacidade de 500 mL, hermeticamente vedado e adaptado com sistema de coleta de gases por 16 dias de processo em mesa oscilatória a 150 rpm. Durante a adaptação deste lodo seguiu um protocolo de troca de meio em duas concentrações de bicarbonato de sódio, empregado como agente tamponante do meio. Posteriormente, foram realizados testes para este lodo para verificar o efeito da: suplementação do meio de cultivo, da relação A/M (alimento/microrganismo - DQO/SSV) e da concentração de NaHCO3 (gHCO-3/gDQO) na biodegradação do biodiesel , empregando 5,0 g/L de biodiesel em reator cônico de bancada por 16 dias de processo.De acordo com os resultados, o experimento com suplementação de nutrientes, com relação A/M de 0,4 e 0,3 gHCO-3/gDQO foi a condição que apresentou maior remoção de biodiesel com aproximadamente 87% e maior produção de biogás (CH4 com 0,889 mmol e de CO2 de 1,308 mmol). Nesta melhor condição de processo foi realizado experimento em reator UASB de capacidade útil de 8,2 L sob condição de temperatura mesofílica na concentração de 5 g/L de biodiesel. A remoção máxima de biodiesel nesta condição foi de 74% e com produção de biogás média de 6,14 ± 1,5 mL/h e relação de 0,57 mmol de CH4 para 0,250 mmol de CO2