Jornal de tecnologia microbiana e bioquímica

Abstrato

Comparação de energia e desempenho de células de combustível microbianas e tratamento de águas residuais com aeração convencional

Tyler Huggins, Paul H Fallgren, Song Jin e Zhiyong Jason Ren

A tecnologia de células de combustível microbianas (MFC) oferece uma alternativa de baixo custo ao tratamento convencional de águas residuais aeradas; no entanto, tem havido pouca comparação entre a MFC e o tratamento de aeração utilizando águas residuais reais como substrato. Este estudo tenta comparar diretamente a eficiência do tratamento de águas residuais e o consumo e geração de energia entre três sistemas de reatores - um processo de aeração tradicional, uma configuração MFC submersa simples e um reator de controlo atuando de forma semelhante às lagoas naturais. Os resultados mostraram que todos os três sistemas foram capazes de remover >90% da DQO, mas a aeração utilizou um tempo mais curto (8 dias) do que o MFC (10 dias) e o reator controlo (25 dias). Comparativamente à aeração, o MFC apresentou uma menor eficiência de remoção a uma elevada concentração de DQO, mas uma eficiência muito superior quando a DQO é baixa. Apenas o sistema de aeração apresentou nitrificação completa durante a operação, refletida pela remoção completa de amónia e acumulação de nitrato. As medições de sólidos em suspensão mostraram que o MFC reduziu a produção de lamas em 52-82% em comparação com a aeração, e também poupou 100% de energia de aeração. Além disso, embora não tenha sido concebido para a geração de alta energia, o reator MFC apresentou um ganho líquido de energia de 0,3 Wh/g DQO/L ou 24 Wh/m3 (águas residuais tratadas) na geração de eletricidade. Estes resultados demonstram que a tecnologia MFC poderia ser integrada na infraestrutura de águas residuais para satisfazer a qualidade dos efluentes e poupar custos operacionais.