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A poluição do ar impacta a qualidade de vida de todos os organismos. Aqui, descrevemos o uso da biotecnologia de microalgas para o tratamento de biogás (remoção simultânea de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio) e a produção de biometano através de lagoas de algas semi-industriais abertas de alta taxa e subsequente análise da eficiência do tratamento, pH, oxigênio dissolvido e crescimento de microalgas.
Nos últimos anos, várias tecnologias surgiram para purificar o biogás em biometano. Esta purificação implica uma redução na concentração de gases poluentes como dióxido de carbono e sulfeto de hidrogénio para aumentar o teor de metano. Neste estudo, utilizou-se uma tecnologia de cultivo de microalgas para tratar e purificar o biogás produzido a partir de resíduos orgânicos da suinocultura para obtenção de biometano pronto para uso. Para cultivo e purificação, dois fotobiorreatores de lagoa aberta de 22,2m3 acoplados a um sistema de coluna de absorção-dessorção foram instalados em San Juan de los Lagos, México. Várias relações líquido/biogás de recirculação (L/G) foram testadas para obter as maiores eficiências de remoção; outros parâmetros, como pH, oxigênio dissolvido (OD), temperatura e crescimento da biomassa, foram medidos. Os L/Gs mais eficientes foram 1,6 e 2,5, resultando em um efluente de biogás tratado com composição de 6,8%vol e 6,6%vol em CO2, respectivamente, e eficiências de remoção para H2S de até 98,9%, além de manter valores de contaminação por O2 inferiores a 2% vol. Verificamos que o pH determina grandemente a remoção de CO2 , mais do que L/G, durante o cultivo, devido à sua participação no processo fotossintético de microalgas e sua capacidade de variar o pH quando solubilizado devido à sua natureza ácida. OD e temperatura oscilaram como esperado a partir dos ciclos naturais claro-escuro da fotossíntese e da hora do dia, respectivamente. O crescimento da biomassa variou com a alimentação com CO2 e nutrientes, bem como com a colheita em reator; no entanto, a tendência manteve-se preparada para o crescimento.
Nos últimos anos, várias tecnologias têm surgido para purificar o biogás em biometano, promovendo seu uso como combustível não fóssil, mitigando, assim, as emissões indesizáveis de metano1. A poluição do ar é um problema que afeta a maior parte da população mundial, particularmente em áreas urbanizadas; Em última análise, cerca de 92% da população mundial respira ar poluído2. Na América Latina, os índices de poluição do ar são gerados principalmente pelo uso de combustíveis, sendo que, em 2014, 48% da poluição do ar foi provocada pelo setor de produção de eletricidade e calor3.
1. Configuração do sistema
NOTA: Um diagrama de tubulação e instrumentação (P&ID) do sistema descrito neste protocolo é mostrado na Figura 2.
Seguindo o protocolo, o sistema foi construído, testado e inoculado. As condições foram medidas e armazenadas, e as amostras foram retiradas e analisadas. O protocolo foi realizado por um ano, com início em outubro de 2019 e duração até outubro de 2020. É importante mencionar que, a partir de agora, os HRAPs serão chamados de RT3 e RT4.
Produtividade de biometano
Para determinar as condições que promovem a maior remoção de H2S e CO2 e, con.......
Ao longo dos anos, esta tecnologia de algas tem sido testada e usada como uma alternativa às técnicas físico-químicas ásperas e caras para purificar o biogás. Particularmente, o gênero Arthrospira é amplamente utilizado para este fim específico, juntamente com Chlorella. Existem poucas metodologias, no entanto, que são feitas em escala semi-industrial, o que agrega valor a esse procedimento.
É fundamental manter concentrações mais baixas de O2 usando a.......
Agradecemos ao projeto número IT100423 da DGAPA UNAM pelo financiamento parcial. Agradecemos também ao PROAN e ao GSI por nos permitirem compartilhar experiências técnicas sobre a modernização completa de suas instalações completas de biogás fotossintético. O apoio técnico de Pedro Pastor Hernández Guerrero, Carlos Martin Sigala, Juan Francisco Díaz Márquez, Margarita Elizabeth Cisneros Ortiz, Roberto Sotero Briones Méndez e Daniel de los Cobos Vasconcelos é muito apreciado. Parte desta pesquisa foi realizada no Laboratório de Engenharia Ambiental do IIUNAM com certificação ISO 9001:2015.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
1" rotameter | CICLOTEC | N/A | |
1" rotameter | GPI | A10-LMA100IA1 | |
Absorption tank | EFISA | Made under previous design | |
Air blower (2.35 HP) | Elmo Rietschle | 2BH11007AH01 | |
Biogas blower (2 HP) | Elmo Rietschle | 2BH11007AH01 | |
Biogas composition measure | Geotech | BIOGAS 5000 | |
Data-acquisition device | LabJack Co. | U3-LV | |
Diffuser tubes | Aero-Tube | C3060AR | |
DO sensor | Applisens | Z10023525 | |
Dodecahydrated trisodium phosphate | Quimica PIMA | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Dodecahydrated trisodium phosphate | Fermont | 35963 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Durapore membrane (45 µm) | MerckMillipore | HVLP04700 | |
Electric motor 1.5 HP | Weg | 00158ET3ERS56C | |
Ferrous sulfate heptahydrate | Agroquimica Samet | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Ferrous sulfate heptahydrate | Fermont | 63593 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Geomembrane | GEOSINCERE | N/A | |
Magnesium sulfate heptahydrate | Tepeyac | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Magnesium sulfate heptahydrate | Fermont | 63623 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Paddle wheel | GSI | Made under previous design | |
pH sensor | Van London pHoenix | 715-772-0041 | |
Portable screen | Rasspberry | Pi 3 B+ | |
Recirculation centrifugal pump (1.5 HP) | Aquapak | ALY 15 | |
Sodium bicarbonate | Industria del alcali | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Sodium bicarbonate | Fermont | 12903 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Sodium chloride | Sal Colima | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Sodium chloride | Fermont | 24912 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Sodium nitrate | Vitraquim | N/A | Fertilizer grade (greenhouse and experior use) |
Sodium nitrate | Fermont | 41903 | Analytical grade (Used in cultures inside the laboratory) |
Storing program (pH, DO) | Python Software Foundation | Python IDLE 2.7 | |
Tedlar bags | SKC Inc. | 232-25 | |
Temperature recorder | T&D | TR-52i | |
UV-Vis Spectrophotometer | ThermoFisher Scientific instrument | GENESYS 10S | |
Vacuum pump | EVAR | EV-40 |
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