PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS ATRAVÉS DA BIOMASSA DE ALGAS GERADAS EM LAGOAS DE ALTA TAXA APLICADA AO TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

Resumen

Neste trabalho avaliou-se a produção de biocombustíveis através da pirólise de biomassa de algas, obtidas a partir de lagoas de alta taxa tratando esgoto sanitário. As lagoas foram construídas e operadas na Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) São João Navegantes, em Porto Alegre. A lagoa A foi alimentada com esgoto bruto, enquanto a lagoa B foi alimentada com efluente tratado proveniente de um reator UASB. A lagoa B apresentou produtividade de algas superior à lagoa A, apresentando concentração de sólidos totais média de 487.3mg/l e concentração de clorofila a de 7735μg/l. A produtividade das algas na profundidade média das lagoas foi medida como 41,8 gm-2d-1 para a lagoa A e como 47,1 gm-2d-1 para a lagoa B. As algas extraídas da lagoa B foram separadas através do processo de coagulação/floculação. Na presença de sulfato de alumínio foi possível 97% de separação da biomassa. Após a separação, a biomassa foi seca e cominuída. Os experimentos de obtenção de biocombustíveis foram realizados via pirólise em bateladas em um reator tubular de vidro quartzo inserido em um forno para aquecimento externo. Os ensaios foram realizados sob atmosfera inerte de nitrogênio, sob vazão de 60ml/min. De modo a determinar a influência da temperatura nas frações obtidas, operou-se a 400°C, 500°C e 600°C. Os estudos mostraram que a temperatura influencia no rendimento das frações obtidas com rendimentos máximos superiores a 50% para a fase sólida e 15% para a fase gás a 400°C e 45% para fase líquida (bio-óleo/água) a 500°C.
Palavras-chave: Biomassa. Algas. Lagoas de alta taxa. Pirólise.

ABSTRACT
In this work, the production of biofuels through pyrolysis of algae biomass obtained from high rate algae pond treating sewage was evaluated. The two high-rate algae ponds (HRAP) were built and operated at Wastewater Treatment Plant São João Navegantes. The HRAP A, was fed with raw sewage, while the HRAP B was fed with effluent from an UASB reactor. The HRAP B provided higher productivity, presenting total solids concentration of 487.3mg/l and chlorophyll a of 7735μg/l. The algal productivity, in the average depth was measured as 41,8 gm-2day-1 for pond A and as 47.1 gm-2day-1 for pond B. Algae obtained from the HRAP B were separated through the process of coagulation/flocculation. In the presence of alum, separation efficiency in the range of 97% solids removal was obtained. After centrifugation, the biomass was dried and comminuted. The experiments for biofuel production were conducted via pyrolysis, in batches, in a tubular quartz glass reactor inserted in a furnace for external heat. The tests were carried out under an inert atmosphere of nitrogen, at a flow rate of 60ml/min. In order to determine the influence of temperature on fractions yields obtained, the system was operated at 400°C, 500°C and 600°C. The studies showed that the pyrolysis products yield was influenced by the temperature, with yields higher than 50% for solid phase and 15% for gas phase at 400°C and higher than 45% for liquid phase (bio-oil and water) at 500°C.

Keywords: Biomass. Algae. High-Rate Algae Ponds. Pyrolysis.