Algas no Tratamento de Águas Residuais e Produção De BioCombustível Aquícola: A Dupla Vencedora

Nossa equipe tem trabalhando intensamente e defendido o cultivo de algas para a produção de biocombustíveis aquícolas como produto principal em várias ocasiões. Nosso esfôrço de pesquisa atual está focado em tornar esse processo mais econômico e competitivo com outros tipos de biomassa.

Contudo, nossa grande concentração de P&D é atingir a produção de biomassas de algas em grande escala como um subproduto de outro processo. Isso reduziria significativamente o custo de produção e pode ser uma idéia não tão  longe de ser realidade.

O uso de algas para produção de biocombustívies aquícolas como resultado ou subproduto do tratamento de águas residuais está ganhando muito interesse recentemente. Esse processo também é conhecido como “phycoremediação”.

Existem várias abordagens a serem desenvolvidas, mas todos elas oferecem alguma vantagem interessante sobre os processos convencionais de tratamento de águas residuais, entre elas podemos destacar:

1 Requer Baixos Níveis de Energia

Cultivar algas fotossinteticamente em tanques abertos requer baixos inputs energéticos.

2. Redução na Formação de Lodo

Os tratamentos convencionais exigem produtos químicos perigosos e geram resíduos danosos de lodo que precisam ser descartados em aterros sanitários. Phycoremediação elimina a necessidade do uso de produtos químicos prejudiciais ao meio ambiente.

3. Menor de Produção de Gases de Efeito Estufa

Estações de tratamento convencionais produzem grandes quantidades de gases de efeito estufa. A vantagem de usar algas é que elas consomem todo o CO2 que é liberado no processo.

4. Rentabilidade

Devido aos baixos custos da energia, menores custos de operação e uso potencial da biomassa de algas, nosso grupo e muitos outros estão prevendo que phycoremediation tem custo/benefício significativamente mais eficaz do que os processos convencionais. Custos de operação elevados fazem tratamentos convencionais de águas residuais inviáveis em muitos países.

5. Produção de Biomassa de Algas como Subproduto

A biomassa pode ser utilizada na produção de biodiesel, querosene de aviação e/ou bioetanol por meio de processos que descrevemos em nossos outros artigos. Como já vimos, há vantagens promissoras do uso de algas para estes tipos de combustíveis e agora é um excelente momento para investir nesta oportunidade.

A água residual é normalmente tratada em três etapas: fase primária, secundária e terciária. As algas podem, em teoria, ser utilizadas em todas as três etapas, mas o foco principal de investigação e ensaio ocorre na fase secundária.

Ambos efluentes de águas municipais e industriais podem ser usados para o cultivo e crescimento das algas. Embora a composição de diferentes tipos de águas residuais diferem amplamente, as algas purificam a água através da assimilação de nitratos e fosfatos e fixação de CO2.

As etapas primária e pré-tratamento terão que serem otimizadas para cada setor diferente. No momento, estamos adaptando e otimizando espécies e raças selecionadas de algas para crescer com altas produtividade em alguns desses tipos de águas residuais.

Três sistemas de tratamento de águas residuais são geralmente usados para tratamento à base de algas:

- Sistema de Lagoas de Estabilização (WSPs): lagoas abertas onde as algas crescem fotossinteticamente, geram O2 (oxygênio) que é usado pelas bactérias que decompõem os compostos orgânicos na água. As bactérias por sua vez geram CO2, que é captada e fixada pelas algas durante o crescimento e fotossíntese.

Tanques de Alta Densidade Algal (HRAP): tanques ou lagoas rasas abertas com agitadores de paletas (paddle wheel). Taxa de crescimento mais rápido do que o tradicional WSP.

-Fotobioreatores (PBRs): são sistemas fechados. Alto investimentos e custo de operação elevados, mas produzem mais biomassa de algas por litro colhido.

Cada um deles é diferente em sua viabilidade econômica, fase de desenvolvimento e velocidade. WSPs são tipicamente menos caros, mas os sistemas HRAP tem assimilação mais eficiente de nutrientes de efluentes em biomassa de algas. PBRs são considerados atualmente economicamente inviáveis, e até agora não foram aplicados para phycoremediation.

Curiosamente, desafios semelhantes precisam ser superados tanto em phycoremediação, como na produção de algas na atual fase de desenvolvimento dos biocombustíveis.

Tratamento e processos precisam ser otimizados, sistemas de colheita precisam ser rentáveis e derivados precisam ser exploradas para tornar o processo viável.

Além de otimizar sistema para o crescimento das algas (profundidade da água, a taxa de adição de nutrientes, mixagem, etc), o tratamento da água também precisa ser otimizado (redução da DBO e TDS, remover o nitrato e fosfato na taxa ótima, etc.)

No entanto, algas que crescem nestes efluentes oferecen uma situação vencedor-vencedor. No final, a água sai purificada e uma biomassa de alta qualidade rica em energia é produzida como subproduto. Um casamento perfeito onde todos os lados saem vencedores!

Fonte: MyBeloJardim

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Sobre Lincoln Herbert

Professor de Tecnologia da Informação.
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