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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Gilda Sapillado Condori
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2019
Supervisor
Committee
Tommaso, Giovana (President)
Melo, Mariza Pires de
Moura, Rafael Brito de
Zaiat, Marcelo
Title in Portuguese
Aplicação de bio-adsorventes como pré-tratamento da digestão anaeróbia de efluente de liquefação hidrotermal de Spirulina
Keywords in Portuguese
Adsorção
Digestão anaeróbia
Liquefação hidrotermal
Metano
Abstract in Portuguese
A liquefação hidrotermal (HTL) é uma tecnologia muito utilizada para a conversão de diversos tipos de biomassa em Bio-óleo bruto; contudo, enquanto tal combustível é produzido uma fase aquosa (PHWW), rica em matéria orgânica e alguns compostos tóxicos, também é gerada, podendo ocasionar severos impactos ambientais negativos. O objetivo da presente pesquisa foi aplicar dois bio-adsorventes: in natura (BAA) e ativado quimicamente (BAAA), derivados da casca de amendoim, como pré-tratamentos da PHWW afim de melhorar sua biodegradabilidade anaeróbia. O carvão ativado granular (GAC) foi utilizado como adsorvente modelo para comparação. Os processos de adsorção foram otimizados com a utilização de desenhos compostos centrais rotacionais (DCCR), no quais as variáveis independentes foram: pH do adsorvato, temperatura e quantidade de (bio) adsorvente no meio. A porcentagem de remoção de DQO e do íon amônio foram as variáveis dependentes. Isotermas de adsorção foram obtidas em ensaios em batelada. Após realizado o estudo do processo de adsorção, o potencial metanogênico dos efluentes pré-tratados e do efluente in natura foi determinado. Esses ensaios foram conduzidos com três concentrações de PHWW (6,5%, 13% e 26%), com dois ensaios controle, um negativo e outro positivo. A pressão nos frascos reatores foi monitorada diariamente e a determinação da composição do biogás produzido foi realizada por cromatografia gasosa uma vez por semana. Os resultados para a processo adsortivo foram encorajadores, uma vez que cada bio-adsorvente testado foi otimizado para diferentes variáveis resposta: BAA (NH4+) e BAAA (DQO). Os ensaios anaeróbios mostraram que uma maior taxa de produção metanogênica, dos efluentes pré-tratados, pode estar ligada à modificação química da superfície nas cascas de amendoim. Foi possível concluir que a bio-adsorção se perfila como uma alternativa sustentável para o pré-tratamento de efluentes advindos da HTL de cianobactérias.
Title in English
Application of bioasorbents in pretreatment treatment of anaerobic digestion of effluent from Spirulina hydrothermal liquefaction
Keywords in English
Adsorption
Anaerobic digestion
Hydrothermal liquefaction
Methane
Abstract in English
Hydrothermal liquefaction (HTL) is a technology widely used for the conversion of several types of biomass to bio-crude oil; however, while such a fuel is produced an aqueous phase (PHWW), rich in organic matter and some toxic compounds, is also generated and can cause severe negative environmental impacts. The objective of the present research was to apply two bio-adsorbents: peanut bio-adsorbent (PB) and activated peanut bio-adsorbent (APB), as pre-treatments of PHWW to improve their anaerobic biodegradability. Granular activated carbon (GAC) was used as an absorbent model for comparison. The adsorption process was optimized with the use of central rotational composite designs (DCCR), in which the independent variables were: pH of the adsorbate, temperature and amount of (bio) adsorbent in the medium. The percentage of COD removal and ammonium ion were the dependent variables. After the study of the adsorption process, the methanogenic potential of the pretreated effluents and raw PHWW was determined. These trials were conducted with three concentrations of PHWW (6.5%, 13% and 26%), with two control trials, one negative and one positive. The pressure in the reactor flasks was monitored daily and the composition of the biogas produced was determined by gas chromatography once a week. The results for the adsorption process were encouraging, and ach bio-adsorbent tested was optimized for different response variables: PB (NH4+) and APB (COD). The anaerobic assays showed that a higher rate of methanogenic production of pretreated effluents may be linked to the chemical modification of the surface in the peanut shells. It was possible to conclude that the bio adsorption is outlined as a sustainable alternative for the pretreatment of effluents coming from HTL.
 
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ME10212371COR.pdf (4.01 Mbytes)
Publishing Date
2019-05-14
 
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