Efeito de inibidores metanogénicos na disgestão anaeróbia

Abstract

O presente trabalho experimental teve como objetivo avaliar o grau de supressão da população metanogénica e o efeito de determinados inibidores da metanogénese na produção de ácidos orgânicos voláteis (AOV). Foram usados frascos oxitops e foram feitas medições da quantidade de metano produzido ao longo do tempo de incubação, num total de três etapas, utilizando soro de queijo como o substrato em estudo. Na primeira etapa foi estudada a concentração de substrato, entre 3,5 a 21 g CQO/L, a ser aplicada posteriormente nos testes com inibidores. Na segunda etapa foi avaliado o efeito do tipo de inóculo, utilizando inóculos recolhidos em datas distintas. Por último, foram testados cinco inibidores da metanogénese: BES, clorofórmio, alicina, alcalinidade e temperatura. Os testes com os inibidores resultaram no aumento da acidificação do meio e consequente diminuição da formação de metano. A alcalinidade foi o único inibidor testado que apresentou um efeito contrário, resultando num aumento da quantidade de metano formada com o aumento do poder tampão do meio. A concentração de BES mais baixa (20 mM, ensaio BES 1), com F/M de 1,2, obteve grau de acidificação e rendimento de conversão de substrato mais elevado, relativamente às restantes condições em que este inibidor foi testado. Utilizando 200 μM de clorofórmio (CHCl3 3) e rácio F/M de 0,8, obteve-se um grau de acidificação de 69% e um rendimento de conversão do substrato de 0,71 gCQO/gCQOremovido. Estas condições foram as que obtiveram melhores resultados, no que diz respeito à inibição da metanogénese e consequente acidificação. O efeito inibitório da alicina foi dissimulado pelo aumento da carga orgânica, podendo esta ter inibido também o processo de produção de AOV, obtendo-se grau de acidificação entre 27 e 38%. O aumento da temperatura de 20 para 33°C diminui o grau de acidificação e o rendimento de conversão do substrato a AOV em 12%.

This experimental work aimed the evaluation of the suppression degree of methanogenesis and the effect of few metanogenic inhibitors in volatile fatty acids (VFA) formation. To succeed in this process oxitops devices were used and the methane production was measured during the assays, divided in three steps, using cheese whey as substrate. In the first step, a range of applied organic load from 3,5 to 21 g COD/L was studied and applied in posterior assays. In the second step were tested two different types of inoculum, collected at different days. In the last step, five different methanogenic inhibitors were tested: BES, chloroform, allicin, alkalinity and temperature. The inhibition tests result in an increase of acidification and lower methane formation. Alkalinity was the only inhibitor that shows an opposite effect, decreasing the methane formation when the buffering capacity increases. Lower BES concentration and F/M of 1,2, rise the acidification degree (AD) and conversion yield comparing with other experiments using BES as inhibitor. With 200 μM of chloroform (CHCl3 3) and F/M ration of 0,8, was obtained 69% of AD and a conversion yield of 0,71 gCOD/gCODremoved. These conditions lead to metanogenic inhibition and increasing of acidification. The inhibitor effect of allicin was masked by the increasing of organic load, leading to AD in the range of 27 to 38%. With temperature increase from 20 to 33°C, the AD and the conversion yield decrease 12%.