Degradação anaeróbia de papel com recuperação de metano utilizando-se consórcio...

Neste estudo teve-se o intuito de obter um consórcio microbiano misto e aplicá-lo em reatores em batelada, a fim de avaliar a degradação anaeróbia de papel sulfite sem uso e papel residual de escritório, com recuperação de metano. O consórcio microbiano foi obtido a partir de fluido de rúmen bovino e lodo de reator UASB. Os ensaios foram conduzidos em triplicata de reatores, em meio reacional composto por meio mineral, biomassa microbiana e substrato. Foram realizados ensaios com o substrato papel sulfite sem uso (papel limpo) nas concentrações: (1) 2,5; (2) 5,0 e (3) 10,0 g/L e com o substrato papel de escritório usado (papel residual) nas concentrações de (4) 5,0 e (5) 10,0 g/L. O pH inicial do meio foi mantido em 6,8, o headspace foi preenchido com N2 (99,99%) e os reatores foram incubados a 37oC por cerca de 30 dias. Durante este período a produção de metano, ácidos orgânicos voláteis e álcoois, série de sólidos totais, pH, demanda química de oxigênio e carboidratos totais foram monitorados. Os rendimentos de metano obtidos nos ensaios (1), (2) e (3) foram de 14; 10 e 9,6 mmol CH4/ g de papel sem uso, respectivamente. Para os ensaios (4) e (5) obteve-se rendimentos de 11,3 e 14 mmol CH4/ g de papel residual, respectivamente. O consumo de substrato durante o período de incubação foi de 66%; 56%; 78%; 63% e 83% para os ensaios (1), (2), (3), (4) e (5), respectivamente. Foram detectados ácidos orgânicos em todos os ensaios, sobretudo os ácidos acético, butírico e propiônico. O pH final dos ensaios (1), (2), (3), (4) e (5) foi de, respectivamente, 7,9; 6,4; 6,5; 6,4 e 6,5. Por meio da análise de PCR/DGGE observou-se redução da diversidade microbiana para os Domínios Bacteria e Archaea à medida que ocorreu o acréscimo da concentração de substrato nos reatores com papel limpo. Em relação ao substrato papel residual verificou-se aumento da diversidade populacional dos Domínios Bacteria e Archaea conforme houve aumento da concentração de substrato nos reatores em batelada, além do melhor rendimento metanogênico.

Título em Inglês

Anaerobic digestion of paper with methane recovery using a potentially cellulolytic and methanogenic consortium

Palavras-chave em Inglês

Rumen fluid
UASB reactor sludge
Microbial consortium
Clean office paper
Residual office paper

Resumo em Inglês

This study aimed to obtain a mixed microbial consortium to be applied as inoculum in anaerobic batch reactors to evaluate anaerobic degradation of clean office paper and waste office paper, with methane recovery. The microbial consortium was obtained from bovine rumen fluid and granular slugde from UASB reactor. The tests were performed in batch flasks, in triplicate, with reaction medium composed of mineral medium, microbial biomass and substrate. Tests were performed using clean office paper in concentrations of (1) 2,5; (2) 5,0; (3) 10,0 g/L and waste office paper in concentrations of (4) 5,0 and (5) 10,0 g/L. The initial pH was 6,8, headspace was filled with N2 (99,99%) and the reactors were incubated at a temperature of 37oC for about 30 days. During this period, the following parameters were monitored: methane generation, volatile organic acids and alcohols production, the series of total solids, pH, chemical oxygen demand and total soluble carbohydrates. The methane yields obtained for tests (1), (2) and (3) were 14, 10 and 9,6 mmol CH4/g substrate, respectively. The tests (4) and (5) produced methane yields of 11,3 and 14 mmol CH4/g substrate, respectively. Substrate consumption percentage was 66%, 56%, 78%, 63% and 83%, respectively for the tests (1), (2), (3), (4) and (5). The volatile organic acids were detected in all reactors, mainly acetic acid, butyric acid and propionic acid. Final pH values were 7,9; 6,4; 6,5; 6,4 and 6,5 for the tests (1), (2), (3), (4) and (5), respectively. From PCR/DGGE analysis it was possible to observe a decrease in the microbial diversity of Domains Bacteria and Archaea when substrate concentration was increased in reactors with clean office paper. In the case of waste office paper was the substrate, the reactors showed an increase of microbial diversity of Domains Bacteria and Archaea with the enhancement of concentration, in addition to higher methane yields.

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Data de Publicação

2016-02-16

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