Resumo
O Brasil é o maior produtor mundial de etanol a partir de cana-de-açúcar, sendo que este processo gera quantidades consideráveis de vinhaça, sua principal água residuária. Devido aos grandes volumes gerados por safra, o cultivo de microalgas surge como alternativa visando a remoção de carbono e nutrientes, obtendo biomassa passível de aproveitamento comercial. Como o efluente sucroalcooleiro apresenta elevados teores de matéria orgânica e turbidez, faz-se necessário um pré-tratamento de forma a adequar a vinhaça como meio de cultivo. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o processo integrado de eletrocoagulação (EC) da vinhaça de cana-de-açúcar com eletrodos de alumínio ou ferro e posterior cultivo da microalga clorofícea Desmodesmus subspicatus. Os resultados indicaram elevada eficiência de remoção da turbidez pela EC, além de adequação do pH do efluente incialmente ácido. Atingiu-se a remoção de 66% do TOC e 75% do TN inicial com o processo integrado de EC com eletrodos de alumínio e posterior cultivo, com produtividade de biomassa microalgal de 1,45 g L-1dia-1 e velocidade especifica de crescimento máxima de 0,095 h-1. Os resultados obtidos a partir da vinhaça após EC com eletrodos de ferro foram inferiores, sugerindo uma possível interferência do metal remanescente no desenvolvimento da microalga.
Introdução
O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Anualmente produz mais de 700 milhões de toneladas, quantidade que representa ao redor de 40% da produção mundial, seguido apenas pela Índia e pela China com o 18 e 7% respetivamente (FAO, 2014). No Brasil, grande parte da cana cultivada é destinada à produção de etanol, o que gera vendas por um valor perto de 40 bilhões de reais anuais e o coloca dentro dos 10 produtos mais importantes para a economia brasileira (IBGE, 2015). Só no 2015 foram produzidos 27,5 bilhões de litros de etanol no Brasil, com destaque especial para o estado de São Paulo, por produzir 50% desta quantidade (IBGE, 2015).
Estima-se que por cada litro de etanol se gera entre 9 a 14 litros de vinhaça, a principal água residuária deste setor industrial. Por conta dos grandes volumes gerados, a sua disposição e destino é um dos maiores desafios envolvidos na produção de etanol. Atualmente, o principal destino da vinhaça é na fertirrigação da cultura de cana-de-açúcar, como substituição de parte da adubação química. No entanto, sua aplicação em altas doses, pode acarretar em salinização do solo (FUESS, et al., 2017) e poluição de águas superficiais e/ou subterrâneas (DA SILVA, GRIEBELER e BORGES, 2007).
Diversas pesquisas têm se concentrado em obter opções para o tratamento da vinhaça. Entre elas se encontra o cultivo de microalgas, alternativa interessante devido à possibilidade de reaproveitamento da biomassa microalgal produzida durante o tratamento. Entre as espécies de microalgas estudadas para este fim destaca-se a clorofícea Desmodesmus subspicatus pela elevada produtividade observada no efluente sucroalcooleiro (DE MATTOS e BASTOS, 2015). O seu cultivo pode ser potencializado mediante a diminuição da turbidez caraterística da vinhaça, o que permitiria uma adequada incidência de luminosidade às células fotossintetizantes, promovendo o metabolismo mixotrófico (ZHAN, RONG e WANG, 2016).
Uma opção promissora para clarificar a vinhaça pode ser a coagulação eletroquímica ou eletrocoagulação (EC), devido a sua eficiência na remoção de material suspenso de águas residuárias com elevado teor de sais dissolvidos, como é o caso da vinhaça, em uma ampla faixa de pH, sem diluição previa nem adição de reagentes químicos (MOUSSA, et al., 2016). A eletrocoagulação baseia-se na geração in situ simultânea de espécies químicas coagulantes, hidrogênio gasoso e íons hidroxilo pela oxidação eletrolítica de um ânodo de sacrifício e pela decomposição da água na superfície do cátodo, desencadeada pela aplicação de uma diferença de potencial elétrico entre os eletrodos (HAKIZIMANA, et al., 2017).
Autores: Mauricio Daniel Montaño Saavedra; Flávia Paschino Bissoto; Roniel Augusto de Souza; Viktor Oswaldo Cárdenas Concha e Reinaldo Gaspar Bastos.
