Avalia??o da produ??o de biometano e bio-hidrog?nio a partir de glicerol bruto da cadeia produtiva do biodiesel e de dejeto da suinocultura

Neste estudo foi avaliada a influ?ncia da combina??o de glicerol bruto (GB) e de dejeto su?no (DS), efluentes da cadeia produtiva do biodiesel e da ind?stria da suinocultura, para a produ??o de bio-hidrog?nio e biometano usando lodo anaer?bico de esta??o de tratamento de esgoto como in?culo. A metodologia de superf?cie de resposta (MSR) vinculada a planejamento composto central rotacional com tr?s fatores, seis pontos axiais e quatro pontos centrais foi adotada como ferramenta para avaliar os processos de fermenta??o e codigest?o anaer?bica e entender a intera??o dos efluentes usados como substratos e suas respostas na produ??o do biog?s. Na condi??o predefinida com rela??o carbono/nitrog?nio (C/N) de 29,37 obteve-se a maior produtividade de biometano, 521,46 mL por grama de DQO (Demanda Qu?mica de oxig?nio), ao final de 40 dias de fermenta??o. Consideradas as an?lises das curvas de superf?cie, aumentou-se a carga org?nica em 50%, o que resultou, na mistura de 3,75 g L-1 de GB e 15 g L-1 de DS, equivalente a 12,5 g L-1 de DQO, em rendimento de metano de 328,62 mL por grama de DQO, com 61% de metano no biog?s. No entanto, concentra??es de glicerol bruto maiores que 3,75 g L-1 tiveram efeito negativo no processo de codigest?o anaer?bia. Para a produ??o seletiva de bio-hidrog?nio, tr?s tipos de pr?-tratamento do in?culo (t?rmico, ?cido e b?sico) foram avaliados na fermenta??o escura usando a combina??o de glicose, glicerol bruto e dejetos su?nos. O m?todo de pr?-tratamento t?rmico foi o mais adequado. O estudo da produ??o de hidrog?nio a partir do uso combinado de glicerol bruto e dejetos su?nos resultou em 142,46 mL de hidrog?nio por grama de s?lidos vol?teis (SV) quando se misturou 21,56% de GB (2,75 g L-1) e 78,43% (10 g L- 1) de DS, equivalente a C/N de 18,06. O uso combinado de DS e GB apresentou efeito positivo tanto para a redu??o de DQO, quanto para a obten??o do biometano e do bio-hidrog?nio, quando comparados ao uso independente de um ou outro substrato. Portanto, o processo de codigest?o dos efluentes aqui avaliados pode ser usado como processo potencial para o tratamento destes efluentes com consequente produ??o de biocombust?veis gasosos.Tese (Doutorado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2019.In this study was evaluated the influence of the mixture of crude glycerol (CG) and swine manure (SM), effluents from the biodiesel production chain and from the swine industry tests, on the production of bio-hydrogen and bio-methane. The results obtained in this study were submitted to the response surface methodology (RSM), by the central rotational composite planning with three factors, six axial points and four central points, in order to optimize the fermentation processes and understand the interaction of the effluents and the biogas yield. The12 assays were to evaluate biogas production from anaerobic co-digestion, with different residue combinations (CG/SM) for better response yields. From the results it was possible to observe that the highest bio-methane production was in the order of accumulated 170.00 mL and 521.46 mL per gram of COD added, with the C/N ratio of 29.37, final pH measured of 6, 50, in 40 days. Also, the concentration was increased to 50% the CG/SM concentration, noting that the best results were in the range of 3.75 g L-1 CG and 15 g L-1 SM, 12.5 g L-1 COD added, with the best methane yield of 328.62 mL per gram COD and 61% biogas methane. On the other hand, from the dark fermentation in hydrogen production, the CG/SM mixture was evaluated by applying three pre-treatment methods to the inoculum: heat, acid and basic. This study demonstrates that the heat pretreatment method is still the most suitable method that has been applied mainly in the preparation of hydrogen producing inoculum. The maximum hydrogen production was 17 mL accumulated and 142.46 mL- 1 VS added by addition of 21.56% GB (2.75 g L-1) and 78.43% (10 g L-1) of Ds and 18.06 C/N. Thus, it can be confirmed that the combined use of CG and SM has positive effect to increase the application level in terms of volume reduction of organic matter, obtaining bio-methane and bio-hydrogen, which contribute in reducing of environmental pollution.Este estudio evalu? la influencia de la combinaci?n de glicerol crudo (GB) y esti?rcol porcino (EP), efluentes de la cadena de producci?n de biodiesel y de la industria porcina, en la producci?n de biohidr?geno y biometano. Los resultados obtenidos en este estudio fueron sometidos a la metodolog?a de superficie de respuesta (MSR), mediante la planificaci?n central rotacional compuesta con tres factores, seis puntos axiales y cuatro puntos centrales, para optimizar los procesos de fermentaci?n y comprender la interacci?n de los efluentes y la respuesta. Adem?s, se evaluaron diferentes ensayos sobre la producci?n de biog?s a partir de la codigesti?n anaer?bica, con diferentes combinaciones en los residuos de glicerol en bruto. A partir de los resultados, fue posible observar que la mejor producci?n de biometano fue del orden de 170 ml acumulados y 521.46 ml por gramo de DQO (Demanda Qu?mica de Ox?geno) a?adida, con la relaci?n carbono / nitr?geno (relaci?n C/N) de 29.37, pH final medido a 6.50 y con tiempo de fermentaci?n de 40 d?as. Adem?s, la combinaci?n de glicerol crudo y esti?rcol porcino se increment? al 50%, se?alando que los mejores resultados estuvieron en el rango de 3.75 g L-1 GB y 15 g L-1 EP, 12.5 g L-1 DQO, con el mejor rendimiento de metano de 328,62 ml por gramo de DQO y 61% de metano de biog?s. Sin embargo, el aumento de la concentraci?n de GB en m?s de 3.75 g L-1 tuvo efectos negativos en el proceso de codigesti?n anaer?bica. Del mismo modo, se evaluaron tres tipos de pretratamiento (t?rmico, ?cido y b?sico) en la producci?n de hidr?geno a partir de la fermentaci?n oscura utilizando la combinaci?n de glucosa, glicerol crudo y excretas. Se ha demostrado que el m?todo de pretratamiento t?rmico fue el m?todo m?s adecuado para preparar el in?culo productor de hidr?geno. Adem?s, se evalu? la producci?n de hidr?geno a partir de la combinaci?n de glicerol bruto y esti?rcol porcino. De los resultados, el mejor rendimiento de hidr?geno fue de 17 ml acumulados y 142.46 ml de SV-1 mediante la adici?n de 21.56% GB (2.75 g L-1) y 78.43% (10 g L-1) EP y la relaci?n C/N de 18.06. El uso combinado de EP y GB tuvo un efecto positivo tanto para la reducci?n de DQO como para la producci?n de biometano y biohidr?geno, constituyendo un proceso potencial para la eliminaci?n de efluentes generados y la producci?n de biocombustibles gaseosos