CÉLULA COMBUSTÍVEL MICROBIANA USADA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE LODO DE ESGOTO E TENSOATIVOS ANIÔNICOS

Autores

  • Iolanda Cristina Silveira Duarte Universidade Federal de São Carlos - UFSCar, Campus Sorocaba.
  • Luana Maria Tavares Rosa Universidade Federal de São Carlos - UFSCar
  • Pierre Ferreira Prado Universidade Estadual Paulista - Unesp
  • Monica Aparecida Almeida Universidade Federal de São Carlos - UFSCar
  • Amanda Prandini Universidade Federal de São Carlos - UFSCar

DOI:

https://doi.org/10.21439/conexoes.v10i3.858

Resumo

Processos alternativos para a geração de energia podem ter interesses tanto ambientais quanto econômicos. Um destes processos é a utilização de célula combustível microbiana (CCM), que são reatores capazes de promover a conversão da energia química presente na matéria orgânica em energia elétrica por meio de micro-organismos. Baseado neste processo, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de um tensoativo aniônico em CCM com e sem membrana, inoculadas com lodo de fossa séptica. Os eletrodos utilizados foram hastes de grafite e as CCM foram alimentadas com substrato sintético e mantidas em temperatura ambiente. As CCM foram monitoradas quanto a corrente e tensão elétrica gerada durante 35 dias. Observou-se que a presença da membrana e adição de LAS favoreceram a geração de energia. A adição de LAS influenciou positivamente na geração de energia elétrica, na CCM sem membrana a maior densidade de corrente foi de 7,5 mA/m2 e para a CCM com membrana foi de 37,3 mA/m2 .

Biografia do Autor

Iolanda Cristina Silveira Duarte, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar, Campus Sorocaba.

Possui graduação em Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista - Júlio de Mesquita Filho (1997), mestrado em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2001), doutorado em Hidráulica e Saneamento (2006). Professora de Microbiologia da Universidade Federal de São Carlos, Campus Sorocaba. Departamento de Biologia.

Luana Maria Tavares Rosa, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar

Possui graduação em Ciências Biológicas Bacharelado pela Universidade Federal de São Carlos (2014). Desenvolveu atividades na área de Microbiologia Ambiental. Mestranda no programa de Biotecnologia e Monitoramento Ambiental na Universidade Federal de São Carlos.  Departamento de Biologia.

Pierre Ferreira Prado, Universidade Estadual Paulista - Unesp

Doutorando, mestre em Ciências Ambientais pela Universidade Federal de São Carlos (2013). Possui graduação em Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (2007) e formação técnica em eletroeletrônica (UNICAMP-1996). Foi servidor da secretaria de meio ambiente do estado de São Paulo , Petrobras Distribuidora e em órgão ambiental municipal .Tem experiência nas áreas de: modelos matemáticos e simulação, avaliação de impactos e passivos ambientais, gestão ambiental, geoprocessamento , pagamentos por serviços ambientais e ensino.Membro da SBMAC- Sociedade Brasileira de Matemática Aplicada e Computacional , PACIS-Pan-American Association of Computational Interdisciplinary Sciences e ISAI -International Society of Applied Intelligence.

Monica Aparecida Almeida, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar

Possui graduação em Farmácia- Farmacêutico Bioquímico, Modalidade Análises Clínicas e Toxicológicas pela Universidade de Sorocaba (2005) e graduação em Administração de Empresas pela Faculdade de Ciências Contábeis e Administrativas de Sorocaba (1983) (UNISO). Trabalhou 21 anos no Instituto Adolfo Lutz em Sorocaba. Atualmente é técnica de laboratório da Universidade Federal de São Carlos, onde prepara e monitora aulas práticas, junto com o professor responsável. Monitora alunos de Iniciação científica e de mestrado. Mestranda do Programa de Pós Graduação em Biotecnologia e Monitoramento Ambienta da UFSCar. Departamento de Biologia.

Amanda Prandini, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de São Carlos - campus Sorocaba (2011). Mestre pelo no Programa de Biotecnologia e Monitoramento Ambiental pela Universidade Federal de São Carlos - campus Sorocaba. Tem experiência na área de Microbiologia, com ênfase em Microbiologia Ambiental e Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias, atuando principalmente nos seguintes temas: líquidos percolados de aterros sanitários, surfactante, alquilbenzeno linear sulfonado, reator anaeróbio. Departamento de Biologia.

Referências

ANGELIDAKI, I.; PETERSEN, S.; AHRING, B. Effects of lipids on thermophilic anaerobic digestion and reduction of lipid inhibition upon addition of bentonite. Applied microbiology and biotechnology, Springer, v. 33, n. 4, p. 469–472, 1990.

CAI, M.; LIU, J.; WEI, Y. Enhanced biohydrogen production from sewage sludge with alkaline pretreatment. Environmental science & technology, ACS Publications, v. 38, n. 11, p. 3195–3202, 2004.

CHEN, B.-Y.; XU, B.; QIN, L.-J.; LAN, J. C.-W.; HSUEH, C.-C. Exploring redox-mediating characteristics of textile dye-bearing microbial fuel cells: thionin and malachite green. Bioresource technology, Elsevier, v. 169, p. 277–283, 2014.

DU, Z.; LI, H.; GU, T. A state of the art review on microbial fuel cells: a promising technology for wastewater treatment and bioenergy. Biotechnology advances, Elsevier, v. 25, n. 5, p. 464–482, 2007.

EPE. Balanco Energetico Nacional 2014. Rio de Janeiro: EMPRESA DE PESQUISA ENERGETICA (EPE). Ministerio de Minas e Energia, 2014.

FAN, Y.; HAN, S.-K.; LIU, H. Improved performance of cea microbial fuel cells with increased reactor size. Energy & Environmental Science, Royal Society of Chemistry, v. 5, n. 8, p. 8273–8280, 2012.

GARCIA, M.; CAMPOS, E.; RIBOSA, I.; LATORRE, A.; SÁNCHEZ-LEAL, J. Anaerobic digestion of linear alkyl benzene sulfonates: biodegradation kinetics and metabolite analysis. Chemosphere, Elsevier, v. 60, n. 11, p. 1636–1643, 2005.

GHANGREKAR, M.; SHINDE, V. Performance of membrane-less microbial fuel cell treating wastewater and effect of electrode distance and area on electricity production. Bioresource Technology, Elsevier, v. 98, n. 15, p. 2879–2885, 2007.

JANG, J. K. et al. Construction and operation of a novel mediator-and membrane-less microbial fuel cell. Process Biochemistry, Elsevier, v. 39, n. 8, p. 1007–1012, 2004.

LIU, H.; CHENG, S.; LOGAN, B. E. Production of electricity from acetate or butyrate using a single-chamber microbial fuel cell. Environmental science & technology, ACS Publications, v. 39, n. 2, p. 658–662, 2005.

LOGAN, B. E. et al. Microbial fuel cells: methodology and technology. Environmental science & technology, ACS Publications, v. 40, n. 17, p. 5181–5192, 2006.

MARCON, L. Potencialidade da célula combustível microbiana para geração de energia elétrica a partir de esgoto sanitário. 2011. Dissertação (Mestrado) — Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento)–Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2011.

MOGENSEN, A. S.; HAAGENSEN, F.; AHRING, B. K. Anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulfonate. Environmental toxicology and Chemistry, Wiley Online Library, v. 22, n. 4, p. 706–711, 2003.

RABAEY, K.; VERSTRAETE, W. Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation. TRENDS in Biotechnology, Elsevier, v. 23, n. 6, p. 291–298, 2005.

RACHINSKI, S.; CARUBELLI, A.; MANGONI, A. P.; MANGRICH, A. S. Pilhas de combustíveis microbianas utilizadas na produção de eletricidade a partir de rejeitos orgânicos: uma perspectiva de futuro. Quim. Nova, v. 33, n. 8, p. 1773–1778, 2010.

SARKAR, A.; SINGH, J. Financing energy efficiency in developing countries lessons learned and remaining challenges. Energy Policy, Elsevier, v. 38, n. 10, p. 5560–5571, 2010.

SAYED, E. T.; TSUJIGUCHI, T.; NAKAGAWA, N. Catalytic activity of baker’s yeast in a mediatorless microbial fuel cell. Bioelectrochemistry, Elsevier, v. 86, p. 97–101, 2012.

SHARMA, V.; KUNDU, P. Biocatalysts in microbial fuel cells. Enzyme and Microbial Technology, Elsevier, v. 47, n. 5, p. 179–188, 2010.

SINGH, R.; AGRAWAL, M. Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste management, Elsevier, v. 28, n. 2, p. 347–358, 2008.

VELASQUEZ-ORTA, S.; HEAD, I.; CURTIS, T.; SCOTT, K. Factors affecting current production in microbial fuel cells using different industrial wastewaters. Bioresource technology, Elsevier, v. 102, n. 8, p. 5105–5112, 2011.

WANG, H.; JIANG, S. C.; WANG, Y.; XIAO, B. Substrate removal and electricity generation in a membrane-less microbial fuel cell for biological treatment of wastewater. Bioresource technology, Elsevier, v. 138, p. 109–116, 2013.

WANG, H.; QIAN, F.; LI, Y. Solar-assisted microbial fuel cells for bioelectricity and chemical fuel generation. Nano Energy, Elsevier, v. 8, p. 264–273, 2014.

XIAO, B.; YANG, F.; LIU, J. Evaluation of electricity production from alkaline pretreated sludge using two-chamber microbial fuel cell. Journal of hazardous materials, Elsevier, v. 254, p. 57–63, 2013.

ZHANG, B. et al. A novel uasb–mfc–baf integrated system for high strength molasses wastewater treatment and bioelectricity generation. Bioresource Technology, Elsevier, v. 100, n. 23, p. 5687–5693, 2009.

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Publicado

22-01-2016

Como Citar

Silveira Duarte, I. C., Rosa, L. M. T., Prado, P. F., Almeida, M. A., & Prandini, A. (2016). CÉLULA COMBUSTÍVEL MICROBIANA USADA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE LODO DE ESGOTO E TENSOATIVOS ANIÔNICOS. Conexões - Ciência E Tecnologia, 10(3), 51–62. https://doi.org/10.21439/conexoes.v10i3.858

Edição

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