Estudo da biodegradabilidade anaeróbia de efluentes do branqueamento de pasta kraft

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo a realização de testes descontínuos de biodegradabilidade anaeróbia de efluentes provenientes da primeira etapa de branqueamento de pasta kraft (D0), ricos em compostos recalcitrantes e potencialmente inibidores (AOX). No presente trabalho foram avaliados os efeitos na remoção de AOX e na produção de metano por aplicação de várias condições no tratamento anaeróbio, a temperatura mesófila, do efluente D0: carga orgânica aplicada; adição de um co-substrato; adição de cinzas como suplemento e aplicação de um pré-tratamento enzimático ao D0. Assim, foi estudada a utilização de duas cargas orgânicas de D0 diferentes (3 e 2 g-CQOs·L-1), verificando-se remoções de AOX de 70,6 e 74,2 %, remoções de CQOs de 47,5 e 26,2 % e produção de CH4 de 121,7 e 193,9 mL-CH4·g-CQOs inicial, respetivamente. A adição acetato e glucose conduziu a remoções de AOX de 52,6 e 70,4 %, respetivamente, remoções de CQOs de 76,2 e 42,9 %, e eficiências de metanização de 335,0 e 124,0 mL-CH4·g-CQOs inicial. Concluiu-se que a remoção de AOX foi maximizada no reator alimentado com 2 g-CQOs·L-1 de D0. Foi estudada a digestão anaeróbia da mistura filtrada e não filtrada de D0 com cinzas volantes da caldeira auxiliar (CA5), cinzas volantes da caldeira de queima de biomassa (CTB) e lamas de cal obtendo-se remoções de AOX entre 62,0 e 74,4 %. Nos reatores alimentados com a mistura não filtrada de D0 neutralizado com cinzas CA5 e cinzas CTB ocorreu a produção de 166,3 e 157,2 mL-CH4·g-CQOs inicial-1, respetivamente. A utilização de cinzas CA5 e CTB parece ter sido vantajosa na remoção de AOX, com remoções de 70,1 e 62,0%, e não ter efeitos significativos na produção de metano (CH4). Estudou-se a adição de enzimas e de cinzas CA5 e CTB. Verificou-se que nas condições aplicadas, a utilização de enzimas e cinzas parece não ter o efeito pretendido. No estudo das comunidades Archaea e Bacteria verificou-se que a aplicação do D0 como substrato parece ter conduzido a mudanças na composição das comunidades presentes nas lamas biológicas. Concluindo, a digestão anaeróbia demonstrou ter potencial para o tratamento do D0, nomeadamente a remoção de AOX, e para a produção de CH4

The present work had as objective the accomplishment of batch tests of anaerobic biodegradability of effluents from the first stage of kraft pulp bleaching (D0), rich in recalcitrant and potentially inhibitory compounds (AOX). The effects on the removal of AOX and on the production of methane were evaluated by applying several conditions in the anaerobic treatment of the effluent D0: applied organic load; addition of a co-substrate; addition of ashes as a supplement and application of an enzymatic pre-treatment to D0. Thus, the use of two different organic loads of D0 (3 and 2 g-CQOs·L-1) was studied, with AOX removals of 70.6 and 74.2 %, removals of CODs of 47.5 and 26.2 % and CH4 production of 121.7 and 193.9 mL-CH4 initial·g-COD-1, respectively. Addition of acetate and glucose led to AOX removals of 52.6 and 70.4 %, respectively, COD removals of 76.2 and 42.9 %, and methanization efficiencies of 335.0 and 124.0 mL- CH4 initial·g-COD-1. It was concluded that the AOX removal was maximized in the reactor fed with 2 g-COD·L-1 of D0. Anaerobic digestion of the filtered and unfiltered D0 mixture with CA5, CTB and lime sludge ash was studied, was obtained AOX removals between 62.0 and 74.4 %. In reactors fed with unfiltered D0 mixture neutralized with CA5 ashes and CTB ashes occurred the production of 166.3 and 157.2 mL-CH4 initial·g-COD-1, respectively. The use of CA5 and CTB ashes appears to have been advantageous in the removal of AOX and have no significant effects on CH4 production. The addition of enzymes, and CA5 and CTB ashes was studied. It has been found that under the conditions applied, the use of enzymes and ashes together does not appear to have the desired effect. In the study of the Archaea and Bacteria communities it was verified that the application of D0 as substrate seems to have led to changes in the composition of the communities present in the biological sludge. In conclusion, anaerobic digestion has been shown to have potential for the treatment of D0, namely the removal of AOX, and to produce CH4