Produção de biohidrogênio em reatores anaeróbios a partir de águas residuárias: compreendendo o papel do leito fixo e sua influência na microbiota acidogênica (2022)
- Authors:
- Autor USP: ARAUJO, MATHEUS NEVES DE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/D.18.2022.tde-08082023-103511
- Subjects: REATORES ANAERÓBIOS; BIOMASSA; FERMENTAÇÃO LÁTICA; ÁGUAS RESIDUÁRIAS; BIOCOMBUSTÍVEIS
- Keywords: Carga orgânica volumétrica específica convertida; Fermentação lática capnofílica; Homoacetogênese
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A busca por fontes alternativas de combustíveis visando substituir as matrizes energéticas não renováveis é um tópico altamente relevante e amplamente abordado em pesquisas científicas recentes. A produção biológica de hidrogênio (biohidrogênio-bioH2) a partir de águas residuárias via processos fermentativos é considerada uma estratégia promissora para substituir as matrizes fósseis nas próximas décadas, além de consistir em um carreador energético renovável capaz de amenizar o aquecimento global. Por mais que a capacidade dos processos fermentativos voltados para a produção de hidrogênio a partir de resíduos orgânicos esteja amplamente relatada na literatura científica, é possível acessar lacunas relacionadas à dinâmica de crescimento e retenção de biomassa em reatores de leito fixo, os quais são fatores fundamentais para o sucesso ou falha do processo. Estudos recentes revelaram lacunas relacionadas à finalidade do leito em reatores de filme-fixo e sua influência na produção de hidrogênio via processos fermentativos, dado o papel pivotante da porção basal do reator na conversão de substrato fresco e no estabelecimento de rotas metabólicas precursoras de bioH2. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes arranjos de imobilização de células (bem como sua ausência) na retenção e lavagem da biomassa e seus efeitos na evolução do bioH2 e nos perfis metabólicos de um reator anaeróbio tubular (AnTR, o qual não inclui material de suporte), um reator anaeróbio deleito-fixo estruturado (AnSTBR, que inclui material de suporte disposto em um padrão ordenado) e um reator anaeróbio de leito-fixo empacotado (AnPBR, o qual considerou material suporte disposto em um padrão desordenado) operados em condições operacionais equivalentes na câmara de alimentação. A maior produção de bioH2 foi alcançada no AnSTBR (743,25 mL-H2 L^[-1] d^[-1]) em comparação com o AnPBR (662,04 mL-H2 L^[-1] d^[-1]) e o AnTR (586,22 mLH2 L^[-1] d^[-1]). No caso do AnSTBR, ocorreu um consumo maciço de carboidratos na câmara de alimentação e no início da zona de leito, ambos compreendendo uma intensa atividade metabólica em comparação com as regiões superiores. Por outro lado, esse padrão foi restrito à câmara de alimentação do AnPBR, enquanto uma fonte alternativa de atividade láctica ocorreu na zona do leito. De modo geral, a presença de material suporte na zona do leito demonstrou ser imperativa para garantir uma retenção adequada de biomassa em termos quanti-qualitativos em oposição à ausência de leito fixo, influenciando a distribuição de biomassa, a conversão específica de substrato, a produção de bioH2 e as rotas metabólicas estabelecidas
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 12.01.2022
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- Cor do Acesso Aberto: gold
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ABNT
ARAUJO, Matheus Neves de. Produção de biohidrogênio em reatores anaeróbios a partir de águas residuárias: compreendendo o papel do leito fixo e sua influência na microbiota acidogênica. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-08082023-103511/. Acesso em: 05 out. 2024. -
APA
Araujo, M. N. de. (2022). Produção de biohidrogênio em reatores anaeróbios a partir de águas residuárias: compreendendo o papel do leito fixo e sua influência na microbiota acidogênica (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-08082023-103511/ -
NLM
Araujo MN de. Produção de biohidrogênio em reatores anaeróbios a partir de águas residuárias: compreendendo o papel do leito fixo e sua influência na microbiota acidogênica [Internet]. 2022 ;[citado 2024 out. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-08082023-103511/ -
Vancouver
Araujo MN de. Produção de biohidrogênio em reatores anaeróbios a partir de águas residuárias: compreendendo o papel do leito fixo e sua influência na microbiota acidogênica [Internet]. 2022 ;[citado 2024 out. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-08082023-103511/ - Strategies to control pH in the dark fermentation of sugarcane vinasse: impacts on sulfate reduction, biohydrogen production and metabolite distribution
- Microbial biomass in mesophilic and thermophilic high-rate biodigestion of sugarcane vinasse: similar in quantity, different in composition
- Methane production from sugarcane vinasse: the alkalinizing potential of fermentative-sulfidogenic processes in two-stage anaerobic digestion
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- Fixed bed in dark fermentative reactors: is it imperative for enhanced biomass retention, biohydrogen evolution and substrate conversion?
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2022.tde-08082023-103511 (Fonte: oaDOI API)
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