Codigestão anaeróbia de efluentes agroindustriais: avaliação e modelagem de desempenho

Contenido principal del artículo

Larissa Augusta da Cruz
Andrieli Sena Lacerda
Izabel Melz Fleck
Leandro Fleck
https://orcid.org/0000-0001-8763-6404

Resumen

É inédito na literatura estudos que tenham realizado a codigestão anaeróbia de efluente de fecularia com efluente da agroindústria processadora de sangue animal. O presente estudo está baseado na hipótese de que a codigestão anaeróbia pode ser utilizada para o eficiente tratamento simultâneo da água residuária proveniente da produção de fécula de mandioca e do efluente do processamento de sangue de bovinos e suínos. Foi utilizado como inóculo para o processo de codigestão anaeróbia o lodo de um biodigestor anaeróbio aplicado ao tratamento da água residuária da produção de fécula de mandioca. Foram controlados os fatores temperatura e tempo de operação, sendo seus efeitos sobre os parâmetros cor, turbidez e demanda química de oxigênio (DQO), avaliados utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), composto por 11 ensaios experimentais. Para cada variável resposta, foi gerado um modelo matemático quadrático, validado por Análise de Variância. A eficiência máxima de remoção de turbidez, cor e DQO observadas no sistema de tratamento foi de 100%, 90.54% e 68.85%, respectivamente. Observou-se efeito significativo para a interação entre o tempo de operação e temperatura de operação, quando se avaliou a eficiência de remoção de DQO. Os modelos matemáticos não foram estatisticamente significativos, pois para todas as variáveis dependentes o p-valor foi superior ao nível de significância adotado, de 10%. A hipótese sobre a possibilidade de realizar a codigestão anaeróbia de efluente de fecularia e efluente de processamento de sangue animal foi confirmada pelo estudo, sendo está uma possibilidade inovadora para o consórcio de tratamento de resíduos orgânicos gerados por agroindustriais. 

Detalles del artículo

Cómo citar
[1]
da Cruz, L.A., Lacerda, A.S., Fleck, I.M. y Fleck, L. 2025. Codigestão anaeróbia de efluentes agroindustriais: avaliação e modelagem de desempenho. Revista AIDIS de ingeniería y ciencias ambientales: Investigación, desarrollo y práctica. 18, 2 (ago. 2025), 206–221. DOI:https://doi.org/10.22201/iingen.0718378xe.2025.18.2.89091.

Citas en Dimensions Service

Citas

APHA, American Water Works Association (2012) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22th ed. Washinton, DC – EUA: Ed. American Public Health Association, Water Environment Federation. 2012.

Bieluczyk, W., Cherubin, M. R., Cerri, C. E. P., Siqueira-Neto, M., Abdalla-Filho, A. L., Castro, J. I. A., Locatelli, J. L., Tsai, S. M., Camargo, P. B. (2024) Greenhouse gas fluxes in brazilian climate-smart agricultural and livestock systems: A systematic and critical overview. Journal of Cleaner Production, 464(1), 1-17. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142782

Bhardwaj, A., Kumar, S., Singh, D. (2023) Tannery effluent treatment and its environmental impact: a review of current practices and emerging technologies. Water Quality Research Journal, 58(2), 128-152. https://doi.org/10.2166/wqrj.2023.002

Bhattacharya, S. (2021) Central Composite Design for response surface methodology and its application in pharmacy. Chapter, (1), 1-19. https://doi.org/10.5772/intechopen.95835

Chen, S., Zhang, J., Wang, X. (2015) Effects of alkalinity sources on the stability of anaerobic digestion from food waste. Waste Management & Research, 33(11), 1033-1040. https://doi.org/10.1177/0734242x15602965

Chidubem-Nwachinemere, N. O., Orji, M. U., Achugbu, A. N., Achugbu, O. E., Okali, U. O., Osilo, N. A. O. (2023) Physicochemical Composition of Cassava Mill Effluents in Five Processing Plants in Anambra State, Nigeria. World Wide Journal of Multidisciplinary Research and Development, 9(5), 31-34. https://wwjmrd.com/upload/physicochemical-composition-of-cassava-mill-effluents-in-five-processing-plants-in-anambra-state-nigeria_1685359205.pdf

Derringer G. C., Suich, R. (1980) Simultaneous optimization of several responses variables. Journal of Quality Technology, 12(4), 214-219. https://doi.org/10.1080/00224065.1980.11980968

Fleck, L., Tavares, M. H. F., Eyng, E. (2013) Conceitos e importância da modelagem matemática de qualidade da água para gestão dos recursos hídricos. Revista Ambiência, 9(3), 487-503. https://doi.org/10.5935/ambiencia.2013.03.03

Karki, R., Chuenchart, W., Surendra, K. C., Shrestha, S., Raskin, L., Sung, S., Hashimoto, A., Khanal, S. K. (2021) Anaerobic co-digestion: Current status and perspectives. Bioresource Technology, 330(1), 125001. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125001

Larsen, A. C., Gomes, B. M., Gomes, S. D., Zenatti, D. C., Torres, D. G. B. (2013) Anaerobic co-digestion of crude glycerin and starch industry effluent. Engenharia Agrícola, 33(2), 341-352. https://doi.org/10.1590/S0100-69162013000200013

Leite, V. D., Barros, A. J. M., Menezes, J. M., Sousa, J. T., Lopes, W. S. (2017) Codigestão anaeróbia de resíduos orgânicos. Revista DAE, 65(208), 35-46. https://doi.org/10.4322/dae.2017.004

Lerdlattaporn, R., Phalakornkule, C., Trakulvichean, S., Songkasiri, W. (2021) Implementing circular economy concept by converting cassava pulp and wastewater to biogas for sustainable production in starch industry. Sustainable Environment Research, 31(20), 1-12. https://doi.org/10.1186/s42834-021-00093-9

Martins Filho, J. B., Neves, R. A., Araújo, J. S., Ferrão, G. E., Pires, I. C. G. (2018) Resíduos orgânicos agropecuários e biodigestores: análise sobre a produção bibliográfica do período de 2000-2017. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 9(5), 281-293. https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2018.005.0025

Mishra, S., Kumar, R., Kumar, M. (2023) Use of treated sewage or wastewater as an irrigation water for agricultural purposes- Environmental, health, and economic impacts. Total Environment Research Themes, 6(1), 100051. https://doi.org/10.1016/j.totert.2023.100051

Nazifa, T. H., Saady, N. M. C., Bazan, C., Zendehboudi, S., Aftab, A., Albayati, T. M. (2021) Anaerobic Digestion of Blood from Slaughtered Livestock: A Review. Energies, 14(1), 1-25. https://doi.org/10.3390/en14185666

Neri, A., Bernardi, B., Zimbalatti, G., Benalia, S. (2023) Na overview of anaerobic digestion of agricultural by-products and food waste foi biomethane production. Energies, 16(6851), 1-20. https://doi.org/10.3390/en16196851

Rahimiedh, A., Nosrati, M. (2024) A review on biochemistry, microbiology and thermodynamic aspects of propionate: The key intermediate in the anaerobic digestion and wastewater treatment. Desalination and Water Treatment, 317(1), 1-14. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2024.100191

Rodrigues, M. R., Iemma, A. F. (2014) Experimental design and process optimization. 2a. ed. São Paulo: 2014.

Santos, D. de C. L. P., Correa, C. Alves, Y. A., Souza, C. G., Boloy, R. A. M. (2023) Brazil and the world market in the development of technologies for the production of second-generation ethanol. Alexandria Engineering Jounal, 67(1), 153-170. https://doi.org/10.1016/j.aej.2022.09.004

Siti, J. M. S., Nurrulhidayah, A. F., Azura, A., Mat, J. S. M., Abdul, R., Nur, A. T., Arieff, S. R., Rashidi, O. (2021) Issues related to animal blood into food products: a review paper. Food Research, 5(3), 12-21. https://doi.org/10.26656/fr.2017.5(3)512

Souto, L. R. F., Caliari, M., Soares Júnior, M. S., Fiorda, F. A., Garcia, M. C. (2016) Utilization of residue from cassava starch processing for production of fermentable sugar by enzymatic hydrolysis. Food Science and Technology, 37(1), 19-24. https://doi.org/10.1590/1678-457X.0023

Souza, L. D. P., Azerêdo, G. A., Silva, F. A. (2018) Comportamento do concreto sob altas temperaturas via planejamento experimental fatorial com configuração estrela. Ambiente Construído, 18(1), 327-344. https://doi.org/10.1590/s1678-86212018000100224

Zhang, Q., He, J., Tian, M., Mao, Z., Tang, L., Zhang, J., Zhang, H. (2011) Enhancement of methane production from cassava residues by biological pretreatment using a constructed microbial consortium. Bioresource Technology, 102(19), 8899-8906. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.06.061