Produção biologica de h2

Produção de Hidrogênio em Reatores Anaeróbios a
Partir de Águas
Residuárias

Prof. Marcelo Zaiat
EESC-USP
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Introdução
Abordagem tradicional

Reatores anaeróbios como unidade de

controle da poluição das águas.
Abordagem potencial

Reatores anaeróbios como unidades

industriais para geração de produtos biotecnológicos e de energia.

Isso é possível e viável?

Novas Definições
Resíduo

Matéria prima

Intermediários (by-products)

Produtos Finais

Estação

águas

de tratamento de

biotecnológica

residuárias

Indústria

Possíveis Produtos
Ácidos Orgânicos

Álcoois

Hidrogênio

Metano

Nova Abordagem

Nova Abordagem

Possíveis Limitações
Alguns problemas:
Água residuária

Reatores

baixas concentrações, composição variável

Insipiente controle de variáveis (T, pH …)

Microrganismos

Culturas mistas

Bioprodução de Hidrogênio
Vários artigos publicados sobre o tema:

- Desde 1993 (Japão)
- Artigos principalmente da Ásia
- Águas residuárias sintéticas (principalmente sacarose e glicose)
- Alta concentração de matéria orgânica (10 – 20 g/L)
- Resultados promissores

Produção de Hidrogênio

Produção de Hidrogênio
Potencial de produção
C6H12O6 + 2 H2O

C6H12O6

2 CH3COOH + 2 CO2 + 4 H2

CH3CH2CH2COOH + 2 CO2 + 2 H2

C12H22O11 + 5 H2O

4 CH3COOH + 4 CO2 + 8 H2

Produção de Hidrogênio
Principais fatores que afetam a produção de hidrogênio:

- Tipo de Biorreator

- Temperatura

- pH

- Carga orgânica / Tempo de detenção hidráulica

- Condições nutricionais

Produção de Hidrogênio

van Ginkel, SW & Logan, B (2005) Increased biological hydrogen production with reduced organic loading, Water Research 39:3819–3826.

Produção de Hidrogênio
Potencial energético: avaliação preliminar
Produção estequiométrica: 8 mol H2/mol sacarose
0,0416 g H2/g DQO
Simulação: QAR = 4800 m3/dia, DQO = 5 g/L (EP

400,000)

Produção teórica de hidrogênio: