Desenvolvimento de um inovador sistema de tratamento de efluentes com geração simultânea de energia elétrica composto por uma célula a combustível microbiana acoplada a um eletro biorreator a membrana

Abstract

A poluição das águas e utilização de fontes não renováveis para geração de energia elétrica causam impactos ambientais negativos. É neste cenário, que o desenvolvimento de novos e eficientes sistemas de tratamento assume grande importância. As células a combustível microbianas (CCM) são uma fonte de energia renovável e tem se tornado uma tecnologia promissora, uma vez que converte diretamente a energia química dos efluentes armazenada nas moléculas orgânicas em energia elétrica, usando microrganismos eletroativos como biocatalisadores que também promovem a melhoria da qualidade do efluente. Os eletrobiorreatores a membrana (EBRM) integram em um único reator os processos de biodegradação, eletrocoagulação e de filtração por membranas e são uma tecnologia promissora no tratamento de efluentes. Neste sentido, o presente projeto de pesquisa teve como objetivo desenvolver um inovador sistema híbrido de tratamento de esgoto sanitário, composto por uma CCM acoplada a um EBRM. Para o alcance dos resultados, o estudo foi dividido entre a construção e otimização dos parâmetros operacionais da CCM de câmara única e a aplicação da CCM com o EBRM e a análise estatística das melhores condições operacionais do sistema que será desenvolvida na tese da Thamires Custódio Jeremias. De acordo com os resultados da etapa de construção, projeto e otimização dos parâmetros operacionais da CCM, foi possível obter geração de energia, indicando que a CCM estava apta para entrar em operação. A partir disso, sob tempo de detenção hidráulica (TDH) de 12 horas em que a mesma alcançou densidade de potência igual a 507893 mW/m² relacionada ao maior intervalo de tempo que as bactérias tiveram para consumir o efluente, assim como remover a matéria orgânica diminuindo a DQO em 19,98%, evidenciado pela eficiência coulômbica que alcançou no TDH de 12 horas 13,28%. Por fim, o presente trabalho sugere a operação de um EBRM em conjunto da CCM para elevar a qualidade do efluente final.