Purificación biológica de biogás por proceso fotosintético utilizando microalgas

Autor: Aline Antonia Castro, Bruna Carolina Horn, Christine Montemaggiore Becker, Guilherme Oliveira, Odorico Konrad
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Research, Society and Development; Vol. 11 No. 13; e228111335327
Research, Society and Development; Vol. 11 Núm. 13; e228111335327
Research, Society and Development; v. 11 n. 13; e228111335327
Research, Society and Development
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
instacron:UNIFEI
ISSN: 2525-3409
DOI: 10.33448/rsd-v11i13.35327
Popis: A purificação fotossintética usando culturas de microalgas tem surgido como uma tecnologia eficiente para a remoção de gás carbônico do biogás. Nesse método, as microalgas capturam o CO2 via fotossíntese e liberam O2 para o meio de cultura, que é utilizado por bactérias oxidantes de enxofre para a oxidação de H2S em sulfatos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a purificação do biogás por processo fotossintético de microalgas. Para isso, foi desenvolvido um protótipo de purificador em escala piloto. A configuração experimental constou de um sistema de dois estágios, constituído um por fotobiorreator de cultivo de microalgas interligado a uma coluna de absorção. A circulação do líquido foi descendente, retornando para o fotobiorreator pela parte inferior da coluna. O biogás foi injetado na coluna de absorção em regime de contrafluxo ao líquido. As análises foram realizadas com foco nos gases CO2, CH4 e O2, presentes no biogás afluente e efluente à coluna de absorção. No biogás bruto, a concentração de CO2 estava em torno de 32%; o CH4 variou de 63,08% a 64,32 %; e O2 de 0,17% a 0,71%. Após a purificação, o biogás apresentava concentrações de CO2 variando de 9,15% a 18,46%; CH4 de 71,4% a 76,2%; e de O2 entre 1,24% a 3,26%. Eficiências de remoção de CO2 de 42,46% a 72,02% foram registradas no biogás purificado. Os resultados mostraram que o protótipo utilizando o processo biológico com microalgas mostrou-se satisfatório e promissor para a purificação do biogás. Photosynthetic purification using microalgae cultures has emerged as an efficient technology for the removal of carbon dioxide from biogas. In this method, microlagoons capture CO2 via photosynthesis and release O2 into the culture medium, which is used by sulfur-oxidizing bacteria to oxidize H2S to sulfates. The objective of this research was to evaluate the purification of biogas by the photosynthetic process of microalgae. For this, a prototype of a pilot scale purifier was developed. The experimental setup consisted of a two-stage system, one consisting of a microalgae culture photobioreactor connected to an absorption column. The liquid was circulated in a descending manner, returning to the photobioreactor at the bottom of the column. The biogas was injected into the absorption column in a counterflow regime to the liquid. The analyzes were carried out focusing on the gases CO2, CH4 and O2, present in the influent and effluent biogas to the absorption column. In raw biogas, the CO2 concentration was around 32%; CH4 ranged from 63.08% to 64.32%; and O2 from 0.17% to 0.71%. The purified biogas had CO2 concentrations ranging from 9.15% to 18.46%; CH4 from 71.4% to 76.2%; and O2 between 1.24% to 3.26%. CO2 removal efficiencies of 42.46% to 72.02% were recorded in the purified biogas. The results showed that the proposed prototype using the biological process with microalgae proved to be satisfactory and promising for the purification of biogas. La purificación fotosintética utilizando cultivos de microalgas se ha convertido en una tecnología eficiente para la eliminación de dióxido de carbono del biogás. En este método, las microlagunas capturan CO2 a través de la fotosíntesis y liberan O2 en el medio de cultivo, que es utilizado por bacterias oxidantes de azufre para oxidar H2S a sulfatos. El objetivo de esta investigación fue evaluar la purificación de biogás por el proceso fotosintético de microalgas. Para ello se desarrolló un prototipo de purificador a escala piloto. La configuración experimental consistió en un sistema de dos etapas, una de las cuales consistía en un fotobiorreactor de cultivo de microalgas conectado a una columna de absorción. El líquido se hizo circular de forma descendente, retornando al fotobiorreactor por el fondo de la columna. El biogás se inyectó en la columna de absorción en régimen de contracorriente al líquido. Los análisis se realizaron enfocándose en los gases CO2, CH4 y O2, presentes en el biogás afluente y efluente a la columna de absorción. En el biogás crudo, la concentración de CO2 rondaba el 32%; CH4 osciló entre 63,08 % y 64,32 %; y O2 de 0,17% a 0,71%. El biogás purificado tenía concentraciones de CO2 que oscilaban entre 9,15 % y 18,46 %; CH4 del 71,4% al 76,2%; y O2 entre 1,24% a 3,26%. Se registraron eficiencias de eliminación de CO2 del 42,46 % al 72,02 % en el biogás purificado. Los resultados mostraron que el prototipo propuesto utilizando el proceso biológico con microalgas demostró ser satisfactorio y prometedor para la purificación de biogás.
Databáze: OpenAIRE
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