Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Tratamento da Água Residual da Indústria de Laticínios por Biodegradação em Fotobiorreatores
AUTORES: Chaves, A.J. (IBILCE-UNESP) ; Amaral, N.C. (IBILCE-UNESP) ; Del Bianchi, V.L. (IBILCE-UNESP)
RESUMO: A indústria de laticínios gera em seus processos alta quantidade água residual
no qual necessita ser tratada seja para reuso como para descarte. O tratamento
biológico através do uso de microalgas é uma alternativa aos processos
convencionais e possui como vantagem a geração de produto com valor agregado. No
tratamento foi utilizada a microalga Spirulina platensis em diferentes
fotobiorreatores mantidas através de bateladas de 10 dias em fotoperíodo de 12h
claro/escuro. Foram analisadas a DQO e o crescimento celular através da
absorbância. A melhor redução foi de 96,9% no reator raceway e produção máxima
de microalga de 6,32 mg/mL para o reator vertical. Deste modo, o tratamento se
mostrou como uma maneira alternativa eficiente e com capacidade de gerar produto
com valor agregado
PALAVRAS CHAVES: Tratamento de resíduos; Spirulina platensis; Fotobiorreatores
INTRODUÇÃO: A indústria de laticínios possui um consumo de água superior a 80% da demanda
geral na de limpeza das máquinas de operação. O efluente gerado contem materiais
diluídos de produtos lácteos que contribuem para perdas de leite e derivados em
sua produção (BALLANEC et al., 2002). Deste modo, esse efluente necessita de
tratamento antes de ser lançado no compartimento aquático.
Em diversos estudos, a microalga Spirulina platensis tem sido aplicada em
tratamento terciário de águas residuárias (LACAZ-RUIZ, 2003). Como os custos de
produção de biomassa desta microalga são altos, muitos pesquisadores tentam
associar seu cultivo ao tratamento de resíduos. Assim, a produção em larga
escala torna-se uma maneira de retirar a matéria orgânica das águas poluídas
antes de reutiliza-las ou descarta-las.
Ela é utilizada na indústria farmacêutica, alimentícia e na produção de
biocombustível.
A Spirulina platensis tem apresentado uma capacidade mixotrófica, de modo a não
se limitar à energia luminosa fornecida, mas sim, também, a aproveitar os
recursos do meio alternativo no qual ela está inserida.
Dois sistemas de cultivos empregados para a produção de microalgas são: através
de sistemas aberto (como as lagoas) e sistemas fechados (como os
fotobiorreatores).
O uso de fotobiorreatores fechados minimiza a contaminação da produção por
microrganismos indesejáveis propiciando a obtenção de monoculturas mais puras.
Além disso, há um maior rendimento no cultivo quando comparado ao sistema aberto
(TREDICI & CHINI ZITTELLI, 1998).
Deste modo, o tratamento da água residual da indústria de laticínios a partir do
uso da microalga Spirulina platensis em fotobiorreatores é uma maneira
alternativa aos tratamentos convencionais e que, por fim, gera produto de alto
valor agregado.
MATERIAL E MÉTODOS: A água residual da indústria de laticínios é proveniente de uma empresa da
região de São José do Rio Preto e para seu uso ela foi diluída na concentração
de 5.860 mg DQO/L.
A Spirulina platensis é proveniente da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da
USP-São Paulo. Ela foi cultivada em meio padrão de Schlösser (SCHLÖSSER, 1981)
cujo possui todos os nutrientes e micronutrientes necessários para seu
crescimento.
Foram utilizados três fotobiorreatores, sendo: horizontal, raceway e vertical no
qual foram adicionados 1000 mL de água residual da indústria de laticínios e 10%
de inóculo da microalga.
Os fotobiorreatores foram expostos a fotoperíodo de 12 horas claro/escuro com
iluminância de 3000 lux e temperatura ambiente.
As analises foram realizadas em bateladas de 10 dias e foram analisados
parâmetros como: Demanda Química de Oxigênio (DQO), absorbância, pH, acidez e
alcalinidade, segundo APHA (2005).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram determinados os seguintes valores para água residual de laticínios: DQO
8.000 mg DQO/L e pH, 4,8.
A produção de caseína através da utilização de ácidos é um dos motivos no qual
leva a característica ácida da água de lavagem, citado por Mizubuti (1994). O pH
foi corrigido para uma faixa de 9,6 cujo a microalga possui melhor crescimento.
As determinações da demanda química de oxigênio são apresentada no gráfico 1.
A DQO se relaciona com a redução da carga orgânica na qual teve grande
similaridade entre os reatores horizontal e raceway. As porcentagens de redução
foram 96,7% para reator horizontal, 96,9% para reator raceway e 83,9% para
reator vertical. Uma explicação para os melhores resultados pode ser pela melhor
incidência de luz no meio, favorecendo o consumo da matéria orgânica.
As determinações de absorbância são apresentadas no gráfico 2.
A absorbância se relaciona com o crescimento celular, ela apresenta um
comportamento de crescimento e redução que se segue no decorrer dos 10 dias. A
partir da equação que descreve a relação entre absorbância e concentração
celular é apresentado o valor máximo de concentração celular em cada reator.
Para o reator horizontal 5,30 mg/mL, reator raceway 5,17 mg/mL ambos
referentes ao 4º dia e para o reator vertical 6,32 mg/mL.
Um fator que pode ter contribuído para esse desenvolvimento foi a temperatura na
qual oscilou entre 23 ºC à 28 ºC, com isso percebe-se que o crescimento celular
não, necessariamente, se relaciona de forma direta com o consumo da carga
orgânica.
Ao final o pH foi de 9,8 mantendo próximo do valor corrigido.
Gráfico 1
Apresenta o desenvolvimento da Demanda Química de
Oxigênio (DQO) no decorrer dos 10 dias
Figura 2
Apresenta o crescimento celular através da
absorbância no decorrer dos 10 dias.
CONCLUSÕES: O tratamento da água residual da indústria de laticínios a partir do uso da
microalga Spirulina platensis em fotobiorreatores se apresentou como uma maneira
alternativa e eficiente e com capacidade de gerar uma quantidade significativa de
produto com valor agregado.
AGRADECIMENTOS: Gostaríamos de agradecer a FAPESP e CNPq pelas bolsas concedidas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: APHA – AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION; AWWA – AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION; WEF – WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 21th ed, Washington, D. C, 2005.
BALANNEC, B.; GENEVIÉVE, G.; BERNARD, C.; MURIELLE, R.; GEORGES, D. Treatment of dairy process waters by membrane operations for water reuse and milk constituents concentration. Desalination, Rennes: Elsevier Science Publisher B.V, v. 147, p. 89 – 94, 2002.
LACAZ-RUIZ, R. “Espirulina: Estudos e Trabalhos” Ed. Roca. p.62-69, São Paulo, 2003.
MIZUBUTI, I. Y. Soro de leite: composição, processamento e utilização na alimentação: Ci. Agr., Londrina, v 15, n.1, p.80-94, março 1994.
SCHLÖSSER, U. G. Sammlung Von Algenkulturen. Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. V.95, p.181-276, 1982.
TREDICI, M.R.; CHINI ZITTELLI, G. Efficiency of sunlinght utilization: tubular versus flat photobioreactors. biotechnology and Bioenginnering, v. 57, p. 187-197, 1998.