APLICAÇÃO DO CALCÁRIO NO TAMPONAMENTO DA ACIDEZ EM PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA: ANÁLISE INICIAL.

APLICAÇÃO DO CALCÁRIO NO TAMPONAMENTO DA

ACIDEZ EM PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA:

ANÁLISE INICIAL.

UTILIZATION OF LIMESTONE TO BUFFER THE ACIDITY

IN ANAEROBIC DIGESTION PROCESSES: AN INITIAL

ANALYSIS.

Acadêmico do curso de graduação em Engenharia Ambiental - UFMS

Marc Árpád Boncz

Graduado e mestre em Química Orgânica pela VU Amsterdam – Holanda (1993), doutor em Tecnologia Ambiental pela Wageningen University & Research Centre – Holanda (2002).

Resumo: No tratamento anaeróbio de efluentes, os diversos micro-organismos envolvidos apresentam taxas de metabolisme variadas. Na etapa acidogênica, a taxa de formação de ácidos orgânicos voláteis (AOV) pode ser elevada, dependendo da constituição do efluente. Se o consumo dos AOVs, na metanogênese, for menor que sua produção, ocorre o acúmulo dos mesmos, e acidificação do sistema. Como os micro-organismos metanogênicos apresen-tam-se mais sensíveis a pH baixos, o não tamponamento e posterior acidificação do meio po-de inibir suas atividapo-des. O calcário dolomítico, rocha po-de fácil dissolução em soluções ácidas, ao dissolver incorpora o íon HCO3- ao ambiente onde é empregado. Deste modo, este artigo avalia a capacidade de utilizar pedras calcárias como tampão no tratamento anaeróbio de efluentes. Analisando a acidificação natural nos ambientes com e sem calcário, as soluções de 16, 32 e 64 gDQO.L-1, que na ausência de calcário atinge acidificações de, respectivamente, 2,33; 3,49 e 4,33 unidades de pH. Em contrapartida, nas mesmas soluções (com calcário), as acidificações foram de, respectivamente, 0,61; 0,22 e 0,89. Quando adicionada manipueira, a acidificação chegou a 3,34 para concentração de 16 gDQO.L-1 sem, e de 0,89 com as pedras de calcário. O melhor desempenho no tamponamento com calcário foi na solução de maior carga orgânica, demonstrando maior dissolução do calcário em ambientes onde a disponibilidade de ácidos é elevada.

Palavras chave: tratamento anaeróbio, micro-organismos, acidificação, tamponamento, calcário.

Abstract: During anaerobic treatment of effluents, different micro-organisms, responsible for the different steps of degradation of organic matter, can exhibit different rates of metabolism, depending on the type of influent. This can lead to accumulation of intermediates, like volatile organic acids, formed in the acification step. In this case, acidification of the reactor content may occur. As the methanogenic microorganisms are relatively sensitive to changes of pH, lack of buffering can thus lead to a loss of activity. Limestone, able to dissolve in acidic solution, can buffer a system by adding alkalinity as HCO3-. In this paper, the possibility of using limestone rocks for buffering anaerobic reactor contents, is investigated. An analysis of acidification in environments with and without limestone, showed a reduction of pH in solutions containing 16, 32 and 64 gDQO.L-1 of 2,33; 3,49 and 4,33 units, respectively. On the

other hand, with limestone, pH reductions of only 0,61; 0,22 and 0,89 units respectively ocurred. In the presence of cassava processing wastewater (16 gDQO.L-1), a 3,34 unit pH reduction was observed without limestone, whereas only a 0,89 unit reduction was observed in the presence of limestone. A better buffering effect was obtained in experiments with higher organic loading, showing increased limestone dissolution in more acidified environments.

Keywords: anaerobic digestion, microorganisms, acidification, buffering, limestone. INTRODUÇÃO

A digestão anaeróbia (DA) é um processo bioquímico complexo, onde componentes químicos são mineralizados a biogás, constituído principalmente por metano e dióxido de carbono, através de uma série de reações realizadas por vários grupos de microrganismos (PULLAMMANAPPALLIL et al., 2001). Vantagens significantes são ofertadas frente ao sistema aeróbio de tratamento de efluentes, como a menor produção de lodo, menos consumo de energia, menor espaço requerido, diminuição dos custos globais e a possibilidade de utilização do biogás na geração de energia (DEMIREL e YENIGÜN, 2002).

Esse processo apresenta uma ação combinada de três grupos principais de microrganismos: hidrolíticos, acetogênicos e metanogênicos, que possuem diferentes condições fisiológicas, necessitam de nutrientes diversos, diferem em suas cinéticas de crescimento e no grau de sensibilidade às condições ambientais (RINCÓN et al., 2009).

Nas etapas de hidrólise e acidogênese da DA, os compostos orgânicos complexos e materiais de cadeia longa são degradados a substâncias mais simples. Na acidogênese, ácidos graxos voláteis, alcoóis, ácido lático e compostos minerais são formados (FORESTI et al., 1999). Na acetogênese, os substratos utilizados são derivados da etapa anterior. Aqui ocorre a formação de acetato, hidrogênio e dióxido de carbono, que serão consumidos na metanogênese. A produção do metano, pelas bactérias acetotróficas ou pelas hidrogenotróficas, através da redução de acido acético (Equação 1) ou consumo de hidrogênio (Equação 2), respectivamente, ocorre na ultima etapa da digestão anaeróbia, a metanogênese.

CH3COO- + H+→ CH4 + CO Equação 1

4H2 + HCO3- + H+→ CH4 + 2H2O Equação 2 Portanto, é possível estabelecer uma interação comensal entre os diferentes grupos bacterianos e, consequentemente, a dependência entre as diferentes etapas da digestão anaeróbia.

Tratando-se dos efeitos tóxicos dos ácidos graxos voláteis (AGVs), sua alta concentração resulta na queda de pH, que é considerada o principal inibidor. Esse efeito é diretamente relacionado ao pH, onde os ácidos não dissociados apresentam-se como os inibidores principais (BABEL et al., 2004). Segundo Wang e Wang (1984), o ácido acético não ionizado possui maior potencial inibidor e, em faixas de concentração de 0,04 a 0,05 M e pH menor que 6, observaram a inibição completa do crescimento microbiano.

Baronofsky et al. (1984) estudou o efeito do ácido acético na acidogênese, onde verificou que sua produção foi interrompida em pH igual a 5. Eles definiram que a produção desse ácido pelas células foi responsável pela acidificação citoplasmática, resultando na inibição das funções celulares.

A taxa de conversão dos ácidos graxos voláteis para ácido acético afeta a quantidade de bactérias metanogênicas e, subsequentemente, sua taxa de degradação e produção de metano. Antes de serem transformados em metano, todos AGVs são, inicialmente, convertidos em ácido acético (WANG et al., 2009).

Através da hidrólise contínua da matéria orgânica e a conversão microbiana dos compostos orgânicos biodegradáveis, pode ocorrer uma produção excessiva de ácidos graxos voláteis que, apresentando-se em altas concentrações, inibem a metanogênese através de seu acúmulo e queda do pH ambiente. Esse desequilíbrio na produção de AGVs não afeta apenas a fase formadora de metano, mas também a própria hidrólise e a acidogênese. Portanto, o equilíbrio entre a produção e o consumo dos ácidos é de essencial importância para um processo anaeróbio estável, possibilitando ótimas taxas de metanogênese e estabilização da matéria orgânica (JUN et al., 2009).

Analisando os efeitos dos AGVs no crescimento das bactérias acidogênicas e arqueas e na produção de metano, utilizando inoculo de um digestor anaeróbio há 2 anos em funcionamento, Wang et al. (2009) estabeleceu faixas de baixa, média e alta concentração de ácido propiônico, respectivamente de 300, 600 e 900 mg.L-1, enquanto os demais substratos apresentavam concentrações variadas. Quando o nível de HPa foi de 300 mg.L-1, não foi diagnosticado efeitos negativos no crescimento micro-orgânico na produção de metano, em contrapartida, em concentração de 900 mg.L-1 foi apresentado o efeito inibidor no crescimento bacteriano e diminuição na produção metanogênica.

Mais sensíveis as variações de pH, as metanogênicas apresentam adaptação mais lenta em relação aos demais grupos e o controle de pH deve satisfazer as condições favoráveis para seu desenvolvimento (NASCIMENTO, 1996). Conforme Leitão et al. (2006), a atividade metanogênica é ótima quando o pH apresenta-se numa faixa de 6.5 – 7.5. Porém, as acidogênicas são menos sensíveis a variações mais amplas de pH, explicitando que enquanto a atividade metanogênica pode ser inibida devido o pH, os ácidos graxos voláteis continuam sendo produzidos, causando a acidificação do reator.

A capacidade de evitar grandes variações de pH e neutralizar ácidos é denominada alcalinidade. Na digestão anaeróbia essa propriedade é naturalmente originada com a produção de biogás (metanogênese) e decomposição de proteínas e outros substratos. O íon bicarbonato (HCO3-) é a espécie alcalina de maior importância nesse sistema de digestão e, além de garantir o pH adequado e estável para as atividades micro-orgânicas, o sistema carbônico (CO2/HCO3-/CO3-2) também interage com a composição do biogás gerado e sobre o equilíbrio de precipitação de CaCO3 (ISOLDI et al., 2001; PEREIRA-RAMIREZ et al.,2004). Na faixa de pH entre 6,0 e 7,5, a dissociação do ácido carbônico (H2CO3) regula a concentração do íon hidrogênio, tamponando o sistema:

H2CO3 ↔ HCO3-+ H+ Equação 3

HCO3- + OH- ↔ CO32- + H2O Equação 4 Em ambientes aquosos, ácidos e bases fracas apresentam papel fundamental no estabelecimento do pH e controle de sua variação. A dissolução desses elementos é responsável pela presença dos íons que atuarão no tamponamento do pH na digestão anaeróbia (MUSVOTO et al., 1997).

Rochas sedimentares cujo constituinte principal é o carbonato de cálcio (mais de 50%), o calcário é utilizado principalmente na produção de cimento Portland e cal (CaO), na correção do pH do solo, como fundente metalúrgico, e demais utilidades (ALCARDE, 1992). Quando composto por mais de 90% de calcita, ele é denominado calcário calcítico. Já o calcário dolomítico é aquele cuja composição é dada por 50 a 90% de calcita e 50 a 10% de dolomita, constituído principalmente pelo carbonato de cálcio e magnésio (MACHADO et al., 2007).

Quando em contato com a água, o calcário reage com o gás carbônico, resultando na formação de íons bicarbonato, conforme as seguintes equações (KAUFMANN e DREYBRODT, 2007; LOEWENTHAL et al., 1994):

CaCO3 + CO2 + H2O ↔ Ca2+ + 2HCO3- Equação 5 MgCO3 + CO2 + H2O ↔ Mg 2+ + 2HCO3- Equação 6 CaMg(CO3)2 + 2CO2 + 2H2O ↔ Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3- Equação 7 Na presença de água, ocorre o seguinte processo:

CaCO3 + H2O ↔ Ca2+ + CO32- + H2O Equação 8 Que, em solução, segue:

CaCO3 + H+ ↔ Ca2+ + HCO3- Equação 9 CaCO3 + H2CO3 ↔ Ca2+ + 2HCO3- Equação 10 Dessa forma, é mais bem entendida a reação entre o gás carbônico presente na água e o carbonato de cálcio e magnésio originado das rochas calcárias. O íon bicarbonato resultante apresenta grande importância, pois é responsável pela estabilização do pH. Dessa maneira, a utilização dessas rochas nos processos de DA pode ser de grande utilidade.

Os fatores mais importantes, na realização deste trabalho, que influenciam na velocidade de dissolução das rochas calcárias são o pH, os tamanhos das partículas e a composição da solução em contato com a superfície da rocha (SANTOS, 2007).

Em meios aquosos, o efeito de redução do pH é denominado acidificação. A manipueira, água de constituição das raízes de mandioca, constitui os efluentes de fecularias e de industrias farinheiras. Possuindo rápida acidificação e promovendo o colapso nos sistemas em tratamento anaeróbio de efluentes, designados como de fase única (acidogênese e metanogênese), a manipueira é um resíduo problemático. Feiden e Cereda (2003) observaram que em reatores anaeróbios de manta de lodo de fluxo ascendente (UASB) pode ocorrer o colapso quando o seu tratamento ocorre sem o controle da acidificação.

Monossacarídeo de fórmula molecular C6H12O6, a dextrose é um elemento fundamental na formação de carboidratos maiores, como a maltose. Quando em soluções aquosas, esta molécula pode existir em equilíbrio nas formas de cadeia aberta (acíclica) ou em anel (cíclica), onde sua solubilidade apresenta-se em torno de 910 g.L-1 a uma temperatura de 25ºC. Já a sacarose (C12H22O11) é um glicídio formado por uma molécula de glicose e uma de frutose (C6H12O6), com solubilidade em torno de 211,5 g para cada 100 ml de água (LIDE, 2008).

O presente trabalho objetiva avaliar a acidificação natural dos sistemas com açucares em diferentes condições, analisando a eficiência do calcário no tamponamento do pH. E através dos resultados, identificar a viabilidade de estudos posteriores nos processos de digestão anaeróbia, visto se tratar de um produto de menor custo em comparação as demais soluções tampão atualmente utilizadas.

METODOLOGIA

As soluções de açúcares utilizadas neste estudo, compostas por uma mistura de frutose, glicose e dextrose, foram preparadas em concentrações de 4, 8, 16, 32 e 64 gDQO.L-1. A relação entre os teores dos diferentes açúcares foi estabelecida com a finalidade de se produzir substrato de composição semelhante à da manipueira. Para obter os teores necessários de frutose e glicose, foi utilizado a sacarose (açúcar de mesa), por ser de preço mais acessível e sua velocidade de dissociação não afetar a conversão dos açúcares em ácidos.

As proporções específicas de sacarose e dextrose, para 1 litro de solução, estão representadas na tabela 1. Junto as soluções de açúcar, foi acrescentada uma solução de nutrientes com a finalidade de fornecer os elementos necessários para as atividades micro-orgânicas nos ambientes de diferentes soluções, conforme utilizada nos experimentos de Oliveira (2007).

Tabela 1 – Discriminação das quantidades de sacarose e dextrose necessárias no preparo de 1 litro de solução de açúcar, conforme a concentração.

Compostos Concentrações das

soluções (gDQO.L-1) Sacarose (g) Dextrose (g)

4 3,1185 0,4678

8 6,237 0,9356

16 12,474 1,8711

32 24,948 3,7422

64 49,896 7,4845

O teste foi conduzido em copos do estilo “americano” de aproximadamente 250 ml, parcialmente fechados com papel filme, em uma estufa com temperatura controlada a ± 30ºC.

A adição de manipueira, composta por vários micro e macro-nutrientes e glicosídeos cianogênicos, foi realizada nas soluções de açucares de todas as faixas de concentração, quando não houve a utilização do calcário. Sua finalidade foi substituir as soluções de nutrientes preparadas em laboratório e analisar o efeito que sua composição acarretaria na acidificação das soluções (NASU, 2008).

As pedras de calcário dolomítico foram adicionadas em soluções de açucares com e sem manipueira. A combinação nas diferentes soluções está representado abaixo:

• Solução de açúcar

• Solução de açúcar + manipueira

• Solução de açúcar + calcário

• Solução de açúcar + manipueira + calcário

A quantidade de manipueira adicionada foi de aproximadamente 1 ml, utilizando-se apenas algumas gotas deste substrato. Já a quantidade de calcário não foi determinada, sendo preenchido aproximadamente a metade do volume de cada copo.

Com os resultados do monitoramento do pH, foi utilizada a definição Arrhenius para determinar a quantidade de ácido liberada nos sistemas com e sem calcário. Em sua definição,

Arrhenius especificou ácido como uma substância contendo hidrogênio que, em solução,

produz íon hidrogênio (H+). Foi considerado, neste trabalho, que o ácido formado nos diversos ambientes propostos, a partir das soluções de açúcar, foi o ácido acético (HAc). Apesar de ser um ácido fraco, com pequeno grau de dissociação em solução, o acúmulo de HAc nos diversos sistemas é responsável acréscimo na concentração de H+ (Equação 11). Tal concentração pode variar de mais de 10 mol.L-1 a menos de 10-15 mol.L-1 para melhor representar esse intervalo de acidez, utiliza-se a escala pH, que consiste no logaritmo negativo da concentração do íon hidrônio, conforme demonstrado na equação 12 (RUSSEL, 1994).

HC2H3O2 ↔ H+ + C2H3O2- Equação 11

Relacionando a diferença de acidificação em cada sistema (com e sem calcário), e considerando os princípios de estequiometria ácido-base, foi possível determinar a quantidade requerida de calcário para que houvesse o tamponamento do pH ambiente das soluções comparadas. Através da equação 13, é possível determinar as concentrações de HC2H3O2, H+ e C2H3O2-, onde Ka é a constante de dissolução do acido acético, de valor igual a 1,8.10-5 (RUSSEL, 1994).

[H+].[C2H3O2-].[HC2H3O2]-1 = Ka Equação 13

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O intervalo de medição do pH foi dividido conforme a utilização ou não do calcário dolomítico e a presença de manipueira na solução. Tanto a solução de concentração igual a 4 gDQO.L-1 sem adição de manipueira, quanto a que sofreu tal incremento, foram monitoradas durante todo o período previsto. A acidificação na primeira solução foi de 0,28, cujo pH inicial era de 7,38; na solução acrescida de manipueira (pH inicial igual a 7,33) a acidificação foi superior, na faixa de 0,38.

Ainda relacionado às soluções sem calcário, o período de monitoramento nas demais concentrações é correspondente aos 14 primeiros dias. A figura 1 apresenta os resultados do monitoramento do pH das soluções sem manipueira, de todas as concentrações, demonstrando a evolução na acidificação, conforme o tempo. Com o decréscimo de pH mais acentuado conforme a concentração da solução aumenta, as soluções com 8, 16 e 32 gDQO.L-1 apresentaram, relativamente, acidificação igual a 1,71; 2,33 e 3,49. A solução de 64 gDQO.L1 (pH inicial de 7,06) apresentou acidificação de 4,33.

A acidificação das soluções de açúcar com o resíduo de processamento de raízes de mandioca (sem calcário) apresentou queda de pH mais acentuada do que as anteriormente mencionadas. Nas quatro primeiras faixas de concentração (4, 8, 16 e 32 gDQO.L-1), as soluções acrescidas de manipueira sempre demonstraram redução de pH mais acentuada, conforme demonstrado na figura 2. Observou-se também o aumento no teor de acidificação, quanto maior é a concentração de açúcares, visto que ocorre maior formação de ácidos orgânicos. Porém, na solução de concentração 64 gDQO.L-1, a acidificação de 3,75 foi inferior à apresentada na solução de mesma concentração, sem manipueira (4,33). Junto ao monitoramento do pH, a figura 2 apresenta a variação da temperatura da estufa, no intervalo de 25 dias enquanto ocorreram os testes. As temperaturas mínima (14,38ºC) e máxima (35ºC) ocorreram, respectivamente, nos dias 4/08 e 24/08. A variação da temperatura leva a alterações nas atividades bacterianas, acarretando na diferente taxa de formação de ácidos nos meios.

Acidificação dos açúcares sem manipueira e sem calcário 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 10 15 20 25 30 Tempo (d) p H 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T ( ºC ) 4 g/l 8 g/l 16 g/l 32 g/l 64 g/l

Figura 1 – Decréscimo do pH nas soluções de diferentes concentrações (g.L-1 de DQO) sem calcário e sem manipueira, em relação ao tempo amostrado.

A utilização do calcário dolomítico com o intuito de tamponar a acidificação das soluções de açúcar, com e sem manipueira, demonstrou resultados positivos. O sistema com calcário e solução de concentração 16 gDQO.L-1, sem manipueira, que apresentava pH inicial 7,75 foi monitorado por 13 dias. A acidificação observada foi de 0,67, com pH de 7,14. Os sistemas com soluções de concentrações iguais a 32 e 64 g.L-1 apresentaram acidificações iguais a 0,22 e 0,89; respectivamente.

Acidificação dos açúcares com manipueira e sem calcário

2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30 tempo (d) p H 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T ( ºC ) 4 g.L-1 - M 8 g.L-1 - M 16 g.L-1 - M 32 g.L-1 - M 64 g.L-1 - M d

Figura 2 – Decréscimo do pH nas soluções de diferentes concentrações (g.L-1 de DQO) sem calcário e com manipueira, e variação da temperatura da estufa, em relação ao tempo

amostrado.

Já o monitoramento da acidificação em sistemas com calcário e solução de açúcar, acrescida de manipueira, ocorreu utilizando-se solução de concentração igual a 16 gDQO.L-1. Esse sistema apresentou pH inicial 7,50 e, ao fim do monitoramento, e acidificação igual a

0,89. Os valores de pH nos sistemas com calcário, em razão dos dias, está representado na figura 3.

Acidificação dos açúcares com e sem manipueira, com calcário 5 6 7 8 9 0 2 4 6 8 10 12 14 tempo (d) p H 16 g.L-1 16 g.L-1 - M 32 g.L-1 64 g.L-1

Figura 3 – Evolução da acidificação das diferentes soluções em sistemas com emprego de calcário. (Concentração em “gDQO.L

-1

”; 16 g.L-1 - M” - Solução com manipueira).

A comparação entre a acidificação dos açúcares, que leva em consideração os sistemas que não utilizaram pedras de calcário e aqueles que as empregaram para o tamponamento do pH ambiente pode ser observada na figura 4. Na solução de 16 gDQO.L-1, sem manipueira e sem calcário, a acidificação foi de 3,49. Já a utilização do calcário junto à mesma solução, fez reduzir a acidificação para aproximadamente 0,61. À mesma concentração, a adição de manipueira causou uma acidificação de 0,89 nos sistemas com partículas da rocha sedimentar. Em concentrações de 32 e 64 gDQO.L-1, as reduções foram de 0,22 e 0,89, respectivamente.

Analisando os resultados, constata-se que acrescentando manipueira, a atividade microbiana aumenta. Nas soluções de 16 gDQO.L-1, o acréscimo de manipueira fez com a atividade corresse em níveis semelhantes ao da solução de 32 gDQO.L-1. Ao adicionar calcário nas soluções de concentrações iguais a 16 e 32 gDQO.L-1, com e sem manipueira, respectivamente, foi observada maior acidificação naquela de menor concentração de DQO, assim como na solução de 16 gDQO.L-1 sem manipueira. Tal fato evidência que o acréscimo de manipueira leva a maior formação de ácido acético no meio, aumentando a quantidade de íons H+, responsável pela queda no pH. Também é possível associar que nessas soluções, a quantidade de ácido acético disponível não foi suficiente para uma dissociação ótima da rocha de calcário, ocorrendo menor disponibilidade de íon bicarbonato e, consequentemente, acidificação mais elevada do que nas soluções de maior concentração.

Acidificação nos sistemas com e sem calcário 2,33 3,34 3,49 4,33 0,61 0,89 0,22 0,89 0 1 2 3 4 5 16 16* 32 64

Conce ntraçõe s (g.L-1 de DQO)

A c id if ic a ç ã o

Sistema sem calcário Sistema com calcário

Figura 4 – Análise da acidificação ocorrida nos sistemas com e sem calcário. (16* - Solução de açúcar acrescida de manipueira).

Comparando-se a quantidade de ácido acético derivado das soluções de açúcar com e sem adição de manipueira, em ambientes sem calcário, é evidente a maior disponibilidade de H+ (mol) quando utilizada a manipueira. Sendo a única exceção as soluções de concentração igual a 64 g.L-1 de DQO com manipueira, onde a quantidade de H+ é de 1,0.10-3 mol, enquanto a sem manipueira é 1,86.10-3 mol. Na tabela 3 estão relacionadas as quantidades de ácido acético produzidas nas soluções com e sem manipueira.

Tabela 2 – Quantidade de HAc produzido nas soluções com e sem manipueira. Concentração de ácido acético disponível (mol.L-1) Concentração

(gDQO.L-1)

Sem manipueira Com manipueira

4 7,90.10-11 2,38.10-10

8 2,81.10-7 9,20.10-5

16 5,67.10-6 6,36.10-4

32 1,01.10-3 1,11.10-2

64 0,19 5,56.10-2

Utilizando as reações de dissociação do calcário dolomítico em ambiente aquoso e a quantidade de ácido acético produzido nas diferentes soluções, foi possível chegar a quantidade de ácido tamponado nos ambientes com calcário e o quanto de calcário foi dissolvido. A dissolução do calcário disponibilizou alcalinidade (HCO3-) ao meio, essencial no processo de estabilização do pH. Para tal cálculo, foi considerado que a produção de HAc é igual nos ambientes com e sem calcário.

Tabela 3 – Quantidade de calcário consumida para neutralizar o pH nos diferentes sistemas. Calcário dissolvido (g)

Concentração

(gDQO.L-1) _{Sem manipueira Com manipueira}

16 4,70.10-4 4,94.10-3

32 6,22.10-3 *

64 8,58.10-2 *

* Faixa de concentração sem monitoramento.

O monitoramento do sistema com solução de açúcar a 16 gDQO.L-1 e manipueira demonstrou bom desempenho, garantindo um pH estável a partir da dissolução de 4,94.10-3 g de calcário. Na tabela 4, a quantidade de calcário dissolvido esta representada conforme a concentração de cada solução de açúcar.

CONCLUSÕES

• A adição de manipueira às soluções de açúcares demonstrou aumento nas atividades das bactérias, apresentando maior formação de ácido acético e acidificação superior do que nas soluções sem manipueira.

• No ambiente de 16 gDQO.L-1 com manipueira, a atividade microbiana elevou-se ao nível apresentado nas soluções com o dobro de concentração, sem manipueira.

• O emprego do calcário levou a neutralização de 5,76.10-6; 1,01.10-3; 0,19 e 6,37.10-4 moles de ácido acético, nas soluções de 16, 32, 64 gDQO.L-1 sem manipueira e 16 gDQO.L-1 com manipueira, respectivamente.

• A acidificação mais acentuada foi analisada na solução de 64 gDQO.L-1 sem manipueira (4,33). Neste mesmo sistema, o calcário apresentou melhor desempenho no tamponamento do pH, cujo valor da acidificação foi restrito a 0,89.

• A disponibilidade de ácido no meio demonstrou relação direta com a dissolução do calcário, que apresenta valores crescentes conforme se eleva a concentração de HAc.

• O utilização do calcário dolomítico viabilizou ambientes com condições de pH mais favoráveis ao desenvolvimento de todas etapas da digestão anaeróbia. Sendo favorável o desenvolvimento estudos subsequentes, para analisar o comportamento dos sistemas com calcário nas demais etapas do tratamento anaeróbio de efluentes.

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