SISTEMA FOTOBIOELETROQUÍMICO PARA AVALIAÇÃO DA GERAÇÃO DE BIOELETRICIDADE E BIORREMEDIAÇÃO EMPREGANDO EFLUENTE URBANO (SINTÉTICO) E COMBINAÇÃO DE BACTÉRIAS E MICROALGAS

Resumo

Conforme o relatório sobre Mercado de Energias Renováveis 2018 da Agência Internacional de Energia (AIE), o Brasil é o país que apresenta a matriz energética menos poluente entre os grandes consumidores globais de energia, sendo a nação com maior participação em fontes renováveis. Com isso, é evidente que implementação em grande escala de energias sustentáveis é possível na nossa realidade e é necessária, uma vez que visa reduzir a utilização de energias fósseis, que são finitas, geradoras de poluentes e emitem gases de efeito estufa. Surgindo desse estímulo para a busca de novas fontes de energia, os sistemas fotobioeletroquímicos (PBESs, do inglês photobioelectrochemical systems), apresentam alto potencial de exploração, pois proporcionam a geração de bioenergias, além da biorremediação de águas residuárias e produção de biomassa de alto valor agregado. Sendo o sistema de células de combustível microbianas microalgais (MMFC, do inglês microalgae-microbial fuel cell) um tipo de PBES, ao qual foi testado em escala de bancada com diferentes combinações de microalgas e bactérias, a fim de avaliar a geração de bioeletricidade e biorremediação do sistema. O estudo se baseou em três experimentos, operados por 7 dias em triplicatas. Os sistemas possuem uma câmara anódica (bactérias) e uma catódica (microalgas). O primeiro experimento denominado “PBES 1” utilizou da bactéria Escherichia coli. O segundo, “PBES 2”, a bactéria Pseudomonas aeruginosa e ambos utilizaram a mesma microalga Desmodesmus subspicatus. Já o terceiro experimento, “PBES 3”, foi utilizada a bactéria E. coli e a microalga Pseudokirchneriella subcapitata. As bactérias foram isoladas e cultivadas em meio BHI (Brain Heart Infusion) e as microalgas foram cultivadas em meio NPK (nitrogênio, fósforo e potássio). Ambos os cultivos levaram uma porcentagem de ES em sua composição para a melhor adaptação das cepas ao sistema. Para avaliar a capacidade desses experimentos analisou-se o pH do ES, mediu-se a geração de bioeletricidade diariamente, determinou-se o fósforo total, carbono orgânico, carbono inorgânico e nitrogênio total para avaliar o potencial biorremediador do sistema, e a biomassa produzida. Considerando os resultados obtidos nas análises, o sistema PBES 1 foi o que mais se mostrou eficiente na geração de bioeletricidade, chegando a produção máxima de 560 mV. De uma maneira geral, os sistemas atingiram seu pico de produção no quarto dia de experimento, apresentando um declínio na produção após isso, que está ligado ao decréscimo na atividade metabólica dos microrganismos e o acúmulo de oxigênio dissolvido. Quanto a biorremediação, os resultados foram positivos para os três experimentos, tendo o PBES 3 apresentado os resultados mais promissores de redução de fósforo na câmara catódica, com p=0,008100, e para a anódica p=0,006106. Dando importância as informações obtidas com esses experimentos, os sistemas bioeletroquímicos se mostram com um bom potencial de geração de bioenergia e de remoção de nutrientes.