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Tipo: Tese
Título: Valorização agricola e energética da biomassa algal cultivada em águas residuárias
Agricultural and energetic valorization of algal biomass cultivated in wastewater
Autor(es): Castro, Jackeline de Siqueira
Abstract: Essa pesquisa abordou a valorização agrícola e energética da biomassa de microalgas cultivada em efluente agroindustrial. As rotas de valorização estudadas foram definidas com base em uma revisão sistemática de literatura realizada entre o ano de 1999 a 2017, em revistas classificadas no quartil 1 pelo Scimago Journal & Country Rank. Os periódicos selecionados pertecem a área de ciências ambientais e sub-área de manejo e disposição de resíduos. A palavra "microalgas" foi usada como termo de busca na página da web de cada revista. Assim, os principais temas pesquisados e as lacunas dentro de cada um foram elencados. Um tema no âmbito da valorização agricola e um no âmbito da valorização energética foram selecionados para serem alvo de investigação técnica e ambiental. No âmbito da valorização agricola foram testadas diferentes proporções de biomassa de microalgas adicionadas ao fertilizante superfosfato triplo. Após a definição de uma proporção ideal (12 Y% m/m) de biomassa de microalgas na massa do biofertilizante, vários testes foram realizados com relação à dinâmica do fertilizante após aplicação no solo e sua absorção pelas plantas. Do ponto de vista técnico trata-se de uma potencial fonte de nutrientes visto que contribuiu para o aumento na absorção de P pelas plantas aproximadamente 2 % mais que o fertilizante convencional. No entanto, quando tal rota foi analisada na perspectiva do ciclo de vida, o fertilizante quimico foi mais viável que o biofertilizante. Acredita-se que numa análise a longo prazo e levando em consideração os benefícios que o biofertilizante trás, em termos de aumento de matéria orgânica e nutrientes para o solo, contribuindo para a construção da fertilidade, o mesmo poderia se tornar competitivo. Quanto a rota de valorização energética, a carbonização hidrotérmica, que atua na presença de água, mostrou-se interessante do ponto de vista técnico, visto que foi possível obter um material mais concentrado em carbono e outros nutrientes, quando comparado à matéria prima de origem, sob temperaturas e tempos de reação relativamente baixos. O maior rendimento de sólidos (77,72 %) e energético (78,21 %) foi obtido à temperatura de 170 “C e tempo de reação de 10 minutos. Na perspectiva do ciclo de vida, a carbonização hidrotérmica se torna mais interessante se a fase aquosa for reutilizada no processo termoquímico. Entre as possibilidades de utilização da fase aquosa cita-se o cultivo de microalgas e a recirculação no próprio reator de carbonização. Conclui-se que, do ponto de vista técnico ambas as rotas são viáveis. Por outro lado, melhorias nos processos de cultivo e concentração da biomassa de microalgas devem ser realizados para tornar as rotas ambientalmente sustentáveis. Palavras-chave: Biofertilizantes. Carbonização hidrotérmica. Plantas - Ciclo de Vida.
This research addressed the agricultural and energetic valorization of algal biomass grown in agroindustrial wastewater.The valorization routes studied were defined based on a systematic literature review carried out between 1999 and 20177 in journals classified m quartile 1 by the Scimago Journal & Country Rank. The selected journals belong to the environmental sciences area and the sub-area of waste management and disposal. The word "microalgae" was used as a search term on each journal's web page. Thus, the main themes researched and the gaps within each one were listed. One theme 1n the scope of agricultural valorization and one in the scope of energetic valorization were selected to be the target of research. Within the scope of agricultural valorization, different proportions of microalgae biomass added to the triple superphosphate fertilizer were tested. After defining an ideal proportion (12% w / w) of microalgae biomass im the biofertilizer mass, several tests were carried out regarding the dynamics of the fertilizer after application to the soil and its absorption by plants. From a technical point of view 1t 1s a potential source of nutrients since 1t contributed to the increase 1n the absorption of P by plants approximately 2% more than conventional fertilizer. However, when the route was analyzed from the perspective of the life cycle, chemical fertilizer was more viable than biofertilizer. It is believed that in a long-term analysis and taking into account the benefits of the biofertilizer, both for the plant and for the soil, 1t could become competitive. As for the energetic recovery route, the hydrothermal carbonization, which acts 1n the presence of water, proved to be interesting from a technical point of view, since it was possible to obtain a material more concentrated in carbon and other nutrients, when compared to the raw material source, under relatively low temperatures and reaction times. The highest yield of solids (77.72%) and energy (78.21%) was obtained at a temperature of 170 º C and a reaction time of 10 minutes. From the perspective of the life cycle, hydrothermal carbonization becomes interesting, especially 1f the aqueous phase is reused 1n the thermochemical process. Among the possibilities of using the aqueous phase are the cultivation of microalgae and recirculation 1n the carbonization reactor. It is concluded that from a technical point of view both routes are viable. On the other hand, improvements in the cultivation and concentration processes of microalgae biomass must be made to make the routes environmentally desirable.Keywords: Biofertilizers. Hydrothermal carbonization. Plants — Life Cycle.
Palavras-chave: Biofertilizantes
Carbonização hidrotérmica
Plantas - Ciclo de vida
CNPq: Saneamento Ambiental
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Doutor em Engenharia Civil
Citação: CASTRO, Jackeline de Siqueira. Valorização agrícola e energética da biomassa algal cultivada em águas residuárias. 2020. 190 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27863
Data do documento: 4-Mar-2020
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