Separação via flotação por ar dissolvido de microalgas (Scenedesmus sp.) cultivadas em uma água residuária da mineração de carvão

Abstract

Estudou-se neste trabalho os processos de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido (FAD) na concentração da microalga Scenedesmus sp., cultivadas em uma água residuária de mineração. Algas do gênero Scenedesmus são empregadas na produção de biodiesel/biogás ou como fonte de material proteico, aplicando-as em suplementos alimentares animais ou subprodutos para as indústrias alimentícia e química. Utilizou-se um lixiviado de rejeitos de carvão, proveniente de uma jazida catarinense, diluído, de forma a simular uma drenagem ácida de mina, que adicionado de nutrientes constituiu o meio de cultivo das microalgas. Para a desestabilização do meio aquoso formado pela suspensão de microalgas foram utilizados coagulantes à base de taninos, seguidos pela adição de polímeros catiônicos ou aniônicos para a definição dos parâmetros ótimos do processo de floculação. Quanto ao processo de flotação por ar dissolvido (FAD), investigou-se a influência da pressão de saturação e a taxa de reciclo, utilizando a remoção de cor (570 nm) e turbidez como parâmetros. Verificou-se que a utilização de 300 mg/L de coagulante à base de tanino, seguido da adição de 2 mg/L de polímero aniônico, em pH 8, foi a melhor condição para agregação das algas. Quanto ao processo de flotação por ar dissolvido, os melhores resultados foram obtidos a uma pressão de saturação de 3 a 5 atm e uma taxa de reciclo de 20%. Conclui-se que a utilização de coagulante à base de tanino e polímeros floculantes, integrado ao processo de flotação por ar dissolvido, é uma alternativa eficaz para a recuperação de mais de 90% da biomassa de algas, com alta remoção de turbidez e cor do efluente. Verificou-se que nas condições de estudo o teor lipídico foi baixo para um potencial aproveitamento, porém atingiram-se níveis satisfatórios de proteínas na constituição das microalgas.

The processes of coagulation, flocculation and dissolved air flotation (DAF) were studied for the concentration of the microalgae Scenedesmus sp., cultivated in a mining wastewater. Algae of the genus Scenedesmus are used in the production of biodiesel/biogas or as a source of protein material, applying them in animal food supplements or by-products to the food and chemical industries. Coal tailings leachate, diluted, from a Santa Catarina’s (Brazil) deposit was used to simulate acid mine drainage, which added with nutrients, formed the microalgae culture medium. For the destabilization of the aqueous medium formed by the suspension of microalgae, tannin-based coagulants were used, followed by the addition of cationic or anionic polymers to define the optimal parameters of the flocculation process. As for the dissolved air flotation (FAD) process, the influence of saturation pressure and recycle rate was investigated using color removal (570 nm) and turbidity as parameters. The use of 300 mg / L of tannin-based coagulant, followed by addition of 2 mg / L of anionic polymer at pH 8, was found to be the best condition for aggregation of algae. As for the dissolved air flotation process, the best results were obtained at a saturation pressure of 3 to 5 atm and a recycle rate of 20%. It is concluded that the use of tannin-based coagulant and flocculant polymers, integrated into the dissolved air flotation process, is an efficient alternative for the recovery of more than 90% of algal biomass, with high turbidity and color removal from the effluent. It was verified that under the conditions of this study the lipid content was low for a potential use, however satisfactory levels of proteins were reached in the constitution of microalgae.