Acidificação do condensado de uma indústria de pasta para papel

Abstract

Com este trabalho pretendeu-se avaliar a aplicabilidade do processo de acidificação anaeróbia como técnica de pré-tratamento do melaço actualmente existente numa indústria nacional de pasta para papel, com vista à sua junção futura com a corrente de condensado também existente na unidade fabril para valorização deste efluente. Este pré-tratamento teve como objectivo a optimização do processo em termos da produção de ácidos voláteis como matéria prima para a produção de biopolímeros. Neste sentido foi montada uma instalação experimental constituída por dois reactores anaeróbios contínuos do tipo “moving bed biofilm reactor” (MBBR) que operaram à temperatura mesofílica (37ºC). Os reactores foram submetidos a cargas orgânicas crescentes (1 a 70g CQO.(L.d)-1) e a dois tempos de retenção hidráulicos (6 e 12 horas), o que permitiu estudar a influência destes parâmetros no processo de acidificação anaeróbia do efluente em estudo. Para as condições testadas, verificou-se que o reactor que tinha sido inoculado com biomassa acidogénica (reactor R1) apresentou maior grau de acidificação quando comparado com o reactor inoculado com biomassa metanogénica (reactor R2). O grau de acidificação do reactor R1 atingiu valores de 30% enquanto no reactor R2 o grau de acidificação só foi superior a 10% quando a carga orgânica atingiu valores iguais ou superiores a 52 gCQO.(L.d)-1. A eficiência de remoção de CQO nos dois reactores só foi inferior a 30% (sinónimo da inibição da fase metanogénica), quando o TRH foi baixo (6 horas) e a carga orgânica foi igual ou superior a 52 gCQO.(L.d)-1. Relativamente à concentração total de AOV’s, esta foi aumentando à medida que a carga orgânica aplicada aos reactores aumentou e o TRH diminuiu. Comparando o comportamento dos dois reactores observa-se também que o reactor R1 apresentou sempre maior quantidade de AOVs produzidos do que o reactor R2. O aumento de carga orgânica para valores iguais ou superiores a 52g CQO.(L.d)-1 favorece o aparecimento do ácido n-butírico, em detrimento dos ácidos acético e propiónico. Os resultados obtidos neste estudo são indicadores de que a utilização do processo de pré-acidificação anaeróbia do melaço para obtenção de ácidos orgânicos voláteis para a valorização da corrente do condensado de uma fábrica de pasta para papel tem potencial. No entanto, deve haver uma optimização deste processo de modo a maximizar o tipo e a quantidade dos ácidos voláteis produzidos e que sejam ideais para a produção de biopolímeros.

ABSTRACT: With this work, we intended to evaluate the applicability of the anaerobic acidification process as a technique for the pre-treatment of molasses, currently used in a national pulp industry, tin order to mix it with condensate which is produced in this industry for future valorization. The aim of this pre-treatment is the optimization of this process in terms of volatile acid production as raw material for the production of biopolymers. In this sense, an experimental set up was assembled with two anaerobic continuous reactors (“moving bed biofilm reactors (MBBR)) operated at mesofilic temperatures (37 ºC). The reactors were submitted to increasing organic loading rates (1 to 70 gCOD.(L.d)-1) and two hydraulic retention times (6 and 12 hours), which allowed to study the influence of these parameters in the anaerobic acidification of the effluent under study. For the tested conditions, it was noted that the reactor which had been inoculated with acidogenic biomass (reactor R1) showed a greater degree of acidification when compared to the reactor inoculated with metanogenic biomass (reactor R2). The acidification degree of reactor R1 reached values of 30% while in reactor R2 the degree of acidification was only greater than 10% when the organic load reached values equal or greater than 52 gCOD.(L.d)-1. The COD removal efficiency in the two reactors was only less than 30%, when the HRT was low (6 hours) and the organic load was equal or greater than 52 gCOD.(L.d)-1. Regarding the total concentration of volatile fatty acids, this was increasing as organic load applied to the reactors increased and HRT decreased. Comparing the behaviour of the two reactors it is observed that the reactor R1 has always VFA’s produced in a greater quantity than the reactor R2. The increase of the organic load to values equal or greater than 52 gCOD.(L.d)-1 promotes the appearance of n-butyric acid in detriment of acetic and propionic acids. The results obtained in this study indicate that the use of the anaerobic preacidification process of molasses to obtain different fatty acids for the improvement the valorization process of condensate has potential. However, there should be an optimisation of this process in order to maximize the type and quantity of volatile fatty acids produced which are ideal for the production of biopolymers.