Treatment of cattle wastewater with a mix of microalgae for the production of third- generation biodiesel
DOI:
https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n2e11879Keywords:
Cattle raising, Wastewater treatment;, BiomassAbstract
In this research, in addition to the quantitative and qualitative quantification of the biodiesel produced, the ability of the microalgae mix in the bioremediation of Cattle wastewater (CWW) was also evaluated. The biomass separation was carried out by a chemically assisted process with the addition of ferric chloride. The supernatant (treated ARB) showed high COD, TOC and NH4+ removal efficiency of 99.5, 99 and 98.6%. The dry biomass produced during the cultivation varied between 0.488 and 5.08 g L-1 and the lipid concentrations between 11 and 14%. The fatty acid in the highest concentration in the biomass was palmitic (C16:0, ranging from 75.7 to 81%. Linoleic acid (C18:3) ranged from 12.3 to 14.1%, indicating reasonable oxidative stability of biodiesel The calculations based on the fatty acids showed a cetane number of 58.8, an iodine number of 54.14 and an oxidation stability of 7.75 h. Although there are good conditions for using the produced biodiesel, it is recommended that it be mixed with other biofuels that have greater oxidative stability Overall this is a new sustainable route for biofuel production with the benefit of carrying out wastewater bioremediation at the same time.References
CESÁRIO, M.T; FONSECA,M. M. R.da, MARQUES, M. M.; ALMEIDA,M. C. M. D. Carboidratos de algas marinhas como fontes de carbono para a produção de bioquímicos e biomateriais. Adv.,v. 36,n.3, p. 798-817, 2018.
RAJASULOCHANA, P.; PREETHY, V. Comparação da eficiência de várias técnicas no tratamento de águas residuais e de esgoto – Uma revisão abrangente. Resource-Efficient Technologies, v. 2, n. 4, p. 175-184, 2016.
MARQUES, A. de S. PINHEIRO, E. F. M. OLIVEIRA, A. P. de S. CAMPOS, D. V. B. de OLIVEIRA, R. S. de SILVA, R. M. da MATOS, C. F. Tratamento da água residuária da bovinocultura utilizando resíduos agroflorestais: retenção de poluentes ambientais. Revista Virtual de Química, v. 12, n. 2, p. 335-344, mar./abr. 2020
AMORIM, T. L. et al. O método validado de eletroforese capilar para determinação de ácidos graxos em suplementos de óleos vegetais encapsulados. LWT, v. 114, p. 108380, nov. 2019.
MELO, A. F. M; MOREIRA, J. M.; ATAÍDES, D. S.; GUIMARÃES, R. A. M.; LOIOLA, J. L.; OLIVEIRA, R. Q. Fatores que influenciam na qualidade da carne bovina: Revisão. PUBVET [online]. 2016; 10: 785-794. Disponível em: https://www.pubvet.com.br/uploads/34faf0194c8d64cb5ea9b8103824ed77.pdf
DE OLIVEIRA, M. et al. 20 anos de análise de ácidos graxos por eletroforese capilar.Molecules, v. 19, n. 9, p. 14094–14113, 9 set. 2014.
DE OLIVEIRA, M. A. L. et al. Desenvolvimento do método para análise de ácidos graxos trans em óleos hidrogenados por eletroforese capilar. ELECTROPHORESIS, v. 24, n. 10, p. 1641–1647, maio 2003.
SATO, R. T. et al. Um método de eletroforese capilar para triagem de ácidos graxos livres e determinação de acidez em biodiesel. ELECTROPHORESIS, v. 42, n. 9–10, p. 1135–1142, 12 maio 2021.
TAVARES, M. F. M. Eletroforese capilar: conceitos básicos. Química nova, v. 19, 1995.
FRANCO, A. L. C, et al. Biodiesel de microalgas: avanços e desafios. Química Nova 36 (3). 2013. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000300015
Mendonça, H. Biorremediação mediada por microalgas e valorização de efluentes bovinos previamente digeridos em reator anaeróbio híbrido usando fotobiorreator: comparação entre operação descontínua e contínua, Sci. Total Environ., ? 633, ?. 1, 2018.
CASTRO, A. A.; KONRAD, O.; MARDER, M.; FILHO, M. G. Cultivo de microalgas para tratamento de águas residuais: revisão de literatura. Revista Geama, [S. l.], v. 6, n. 2, p. 60–71, 2020. Disponível em: http://www.journals.ufrpe.br/index.php/geama/article/view/3346. Acesso em: 29 ago. 2022.
Mendonça HV, Otenio MH, Marchão L, Lomeu A, de Souza DS, Recuperação de biocombustível a partir de biomassa de microalgas cultivadas em águas residuais de laticínios tratadas com lodo ativado: o próximo passo na produção sustentável. Sci Total Environ. 2022 Jun 10;824:153838. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.153838. Epub 2022 Feb 15. PMID: 35176365.
Mendonça, H. V., Assemany, P., Abreu, M., Couto, E., Maciel, A. M., Duarte, R. L., ... & Reis, A. (2021). Microalgae in a global world: new solutions for old problems?. Renewable Energy, 165, 842-862.
Santos, M.G.B., Duarte, R.L., Maciel, A.M. et al. Microalgae Biomass Production for Biofuels in Brazilian Scenario: A Critical Review. Bioenerg. Res. 14, 23–42 (2021). https://doi.org/10.1007/s12155-020-10180-1
Souza, D. S., Valadão, R. C., de Souza, E. R. P., Barbosa, M. I. M. J., & de Mendonça, H. V. (2022). Enhanced Arthrospira platensis biomass production combined with anaerobic cattle wastewater bioremediation. Bioenergy research, 15(1), 412-425.
American Public Health Association [APHA]. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington, DC: APHA
Souza, Denise & Valadão, Romulo & Lioi Nascentes, Alexandre & Silva, Leonardo & Mendonça, Henrique. (2022). Use of the cyanobacterium Spirulina platensis in cattle wastewater bioremediation. Acta Scientiarum Technology. 44. e58806. 10.4025/actascitechnol.v44i1.58806.
Almomani, F., Judd, S., Bhosale, R. R., Shurair, M., Aljaml, K., & Khraisheh, M. (2019). Intergraded wastewater treatment and carbon bio-fixation from flue gases using Spirulina platensis and mixed algal culture. Process Safety and Environmental Protection, 124, 240–250. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.02.009
Hena, S., Znad, H., Heong, K. T., & Judd, S. J. (2017). Dairy farm wastewater treatment and lipid accumulation by Arthrospira platensis. Water Research, 128, 267–277. DOI: http://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.057
G. Gramegna, A. Scortica, V. Scafati, F. Ferella, L. Gurrieri, M. Giovannoni, R. Bassi, F. Sparla, B. Mattei, M. Benedetti. Exploring the potential of microalgae in the recycling of dairy wastes. Bioresource Technology Reports. Volume 12. 2020. 100604. ISSN 2589-014X. grhttps://doi.org/10.1016/j.biteb.2020.100604.
RAJASULOCHANA, P.; PREETHY, V. Comparação da eficiência de várias técnicas no tratamento de águas residuais e de esgoto – Uma revisão abrangente. Resource-Efficient Technologies, v. 2, n. 4, p. 175-184, 2016.
MARQUES, A. de S. PINHEIRO, E. F. M. OLIVEIRA, A. P. de S. CAMPOS, D. V. B. de OLIVEIRA, R. S. de SILVA, R. M. da MATOS, C. F. Tratamento da água residuária da bovinocultura utilizando resíduos agroflorestais: retenção de poluentes ambientais. Revista Virtual de Química, v. 12, n. 2, p. 335-344, mar./abr. 2020
AMORIM, T. L. et al. O método validado de eletroforese capilar para determinação de ácidos graxos em suplementos de óleos vegetais encapsulados. LWT, v. 114, p. 108380, nov. 2019.
MELO, A. F. M; MOREIRA, J. M.; ATAÍDES, D. S.; GUIMARÃES, R. A. M.; LOIOLA, J. L.; OLIVEIRA, R. Q. Fatores que influenciam na qualidade da carne bovina: Revisão. PUBVET [online]. 2016; 10: 785-794. Disponível em: https://www.pubvet.com.br/uploads/34faf0194c8d64cb5ea9b8103824ed77.pdf
DE OLIVEIRA, M. et al. 20 anos de análise de ácidos graxos por eletroforese capilar.Molecules, v. 19, n. 9, p. 14094–14113, 9 set. 2014.
DE OLIVEIRA, M. A. L. et al. Desenvolvimento do método para análise de ácidos graxos trans em óleos hidrogenados por eletroforese capilar. ELECTROPHORESIS, v. 24, n. 10, p. 1641–1647, maio 2003.
SATO, R. T. et al. Um método de eletroforese capilar para triagem de ácidos graxos livres e determinação de acidez em biodiesel. ELECTROPHORESIS, v. 42, n. 9–10, p. 1135–1142, 12 maio 2021.
TAVARES, M. F. M. Eletroforese capilar: conceitos básicos. Química nova, v. 19, 1995.
FRANCO, A. L. C, et al. Biodiesel de microalgas: avanços e desafios. Química Nova 36 (3). 2013. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000300015
Mendonça, H. Biorremediação mediada por microalgas e valorização de efluentes bovinos previamente digeridos em reator anaeróbio híbrido usando fotobiorreator: comparação entre operação descontínua e contínua, Sci. Total Environ., ? 633, ?. 1, 2018.
CASTRO, A. A.; KONRAD, O.; MARDER, M.; FILHO, M. G. Cultivo de microalgas para tratamento de águas residuais: revisão de literatura. Revista Geama, [S. l.], v. 6, n. 2, p. 60–71, 2020. Disponível em: http://www.journals.ufrpe.br/index.php/geama/article/view/3346. Acesso em: 29 ago. 2022.
Mendonça HV, Otenio MH, Marchão L, Lomeu A, de Souza DS, Recuperação de biocombustível a partir de biomassa de microalgas cultivadas em águas residuais de laticínios tratadas com lodo ativado: o próximo passo na produção sustentável. Sci Total Environ. 2022 Jun 10;824:153838. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.153838. Epub 2022 Feb 15. PMID: 35176365.
Mendonça, H. V., Assemany, P., Abreu, M., Couto, E., Maciel, A. M., Duarte, R. L., ... & Reis, A. (2021). Microalgae in a global world: new solutions for old problems?. Renewable Energy, 165, 842-862.
Santos, M.G.B., Duarte, R.L., Maciel, A.M. et al. Microalgae Biomass Production for Biofuels in Brazilian Scenario: A Critical Review. Bioenerg. Res. 14, 23–42 (2021). https://doi.org/10.1007/s12155-020-10180-1
Souza, D. S., Valadão, R. C., de Souza, E. R. P., Barbosa, M. I. M. J., & de Mendonça, H. V. (2022). Enhanced Arthrospira platensis biomass production combined with anaerobic cattle wastewater bioremediation. Bioenergy research, 15(1), 412-425.
American Public Health Association [APHA]. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington, DC: APHA
Souza, Denise & Valadão, Romulo & Lioi Nascentes, Alexandre & Silva, Leonardo & Mendonça, Henrique. (2022). Use of the cyanobacterium Spirulina platensis in cattle wastewater bioremediation. Acta Scientiarum Technology. 44. e58806. 10.4025/actascitechnol.v44i1.58806.
Almomani, F., Judd, S., Bhosale, R. R., Shurair, M., Aljaml, K., & Khraisheh, M. (2019). Intergraded wastewater treatment and carbon bio-fixation from flue gases using Spirulina platensis and mixed algal culture. Process Safety and Environmental Protection, 124, 240–250. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.02.009
Hena, S., Znad, H., Heong, K. T., & Judd, S. J. (2017). Dairy farm wastewater treatment and lipid accumulation by Arthrospira platensis. Water Research, 128, 267–277. DOI: http://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.057
G. Gramegna, A. Scortica, V. Scafati, F. Ferella, L. Gurrieri, M. Giovannoni, R. Bassi, F. Sparla, B. Mattei, M. Benedetti. Exploring the potential of microalgae in the recycling of dairy wastes. Bioresource Technology Reports. Volume 12. 2020. 100604. ISSN 2589-014X. grhttps://doi.org/10.1016/j.biteb.2020.100604.
Downloads
Published
2024-07-06
How to Cite
Santa Rita, A. V. ., Mendonça, H. V. de ., & Lomeu, A. (2024). Treatment of cattle wastewater with a mix of microalgae for the production of third- generation biodiesel. Revista Em Agronegócio E Meio Ambiente, 17(2), e11879. https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n2e11879
Issue
Section
Environment
License
A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.