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A Índia e Portugal são exemplos de países com vários tipos de destilarias para produção de álcool e aguardente, as quais são uma das indústrias mais poluentes listadas por várias agências ambientais, como é o caso, por exemplo, da Central Pollution Control Board (CPCB), na Índia. A Índia é o segundo maior produtor de etanol da Ásia e, embora Portugal ainda seja deficiente em termos de produção de aguardente de vinho, podemos considerar que o país já tem algum peso no setor, principalmente quando comparado a outros países europeus com tradição em produção de aguardente vinícola, principalmente a Espanha. Cerca de 2 L e 8-15 L de águas residuais são geradas por cada litro de aguardente e álcool produzido em destilarias à base de vinho ou melaço, respetivamente. Esses efluentes têm, no entanto, carência química de oxigênio (CQO) e carência
bioquímica de oxigênio (CBO) extremamente altas (80 000 a 100 000 e 40 000 a 50 000 mg/L, respetivamente), além de um pH baixo, odor forte e cor castanha escura. Atualmente, a biometanação por digestão anaeróbica é usada como tratamento secundário na maioria das destilarias de modo a reduzir a carga poluente e produzir metano. No entanto, a biometanação por si é ineficiente, devido à presença de uma grande quantidade de polifenóis (ca. 6000 mg/L) e azoto amoniacal (135-480 mg/L), metais pesados e pesticidas, que tornam as águas residuais tóxicas para os microrganismos. Consequentemente, o efluente final não cumpre frequentemente os limites de descarga.
A valorização de efluentes industriais com degradação simultânea dos poluentes e produção de energia verde está recebendo elevada atenção, principalmente via reformação a vapor (RV) para produção de hidrogénio. Esta alternativa representa uma abordagem muito promissora para cumprir com algumas necessidades energéticas de forma sustentável, obtendo-se energia renovável e distribuída enquanto os resíduos, potencialmente nocivos, são mitigados. Nesse contexto, o hidrogénio ap  |
Resumo
A Índia e Portugal são exemplos de países com vários tipos de destilarias para produção de álcool e aguardente, as quais são uma das indústrias mais poluentes listadas por várias agências ambientais, como é o caso, por exemplo, da Central Pollution Control Board (CPCB), na Índia. A Índia é o segundo maior produtor de etanol da Ásia e, embora Portugal ainda seja deficiente em termos de produção de aguardente de vinho, podemos considerar que o país já tem algum peso no setor, principalmente quando comparado a outros países europeus com tradição em produção de aguardente vinícola, principalmente a Espanha. Cerca de 2 L e 8-15 L de águas residuais são geradas por cada litro de aguardente e álcool produzido em destilarias à base de vinho ou melaço, respetivamente. Esses efluentes têm, no entanto, carência química de oxigênio (CQO) e carência
bioquímica de oxigênio (CBO) extremamente altas (80 000 a 100 000 e 40 000 a 50 000 mg/L, respetivamente), além de um pH baixo, odor forte e cor castanha escura. Atualmente, a biometanação por digestão anaeróbica é usada como tratamento secundário na maioria das destilarias de modo a reduzir a carga poluente e produzir metano. No entanto, a biometanação por si é ineficiente, devido à presença de uma grande quantidade de polifenóis (ca. 6000 mg/L) e azoto amoniacal (135-480 mg/L), metais pesados e pesticidas, que tornam as águas residuais tóxicas para os microrganismos. Consequentemente, o efluente final não cumpre frequentemente os limites de descarga.
A valorização de efluentes industriais com degradação simultânea dos poluentes e produção de energia verde está recebendo elevada atenção, principalmente via reformação a vapor (RV) para produção de hidrogénio. Esta alternativa representa uma abordagem muito promissora para cumprir com algumas necessidades energéticas de forma sustentável, obtendo-se energia renovável e distribuída enquanto os resíduos, potencialmente nocivos, são mitigados. Nesse contexto, o hidrogénio aparece como uma alternativa particularmente interessante de combustível e energia "limpa" para o futuro. A estratégia aqui proposta é muito atrativa devido à grande capacidade de produção da RV, ampla experiência prévia com matérias-primas renováveis e o grau de maturidade da tecnologia. A carga orgânica remanescente nas águas residuais de destilarias após a RV irá ser tratada de modo a cumprirem-se os limites de descarga legislados. Para esse propósito, são propostos no WASTERNERGY dois tratamentos finais diferentes: os processos eletroquímico e de Fenton. Esta abordagem permite reduzir significativamente os custos quando comparado ao tratamento direto de águas residuais das destilarias, uma vez que o teor de poluentes é consideravelmente reduzido na RV.
As águas residuais das destilarias contêm 9 a 11% de sólidos e, consequentemente, é gerada lama sólida em grande quantidade devido às altas cargas de produção. Não existem abordagens eficazes para se gerir e utilizar a lama sólida gerada nas destilarias. A abordagem proposta no WASTENERGY é recuperar os resíduos sólidos das destilarias e valorizá-los através da preparação de catalisadores para serem empregues em processos de oxidação avançados (AOPs). Esta estratégia, que consiste na
reutilização de resíduos sólidos para tratar águas residuais da mesma atividade agroindustrial, está claramente alinhada com as tendências atuais da economia circular.
Esta proposta visa, portanto, produzir hidrogénio verde (H2) a partir de efluentes de destilarias, usando-se o processo de reformação catalítica. A poluição residual das águas residuais, após a RV, deve, ainda, ser minimizada pela hibridização de AOPs como o processo Fenton e eletroquímicos. A lama gerada será utilizado para a síntese de catalisador/biocarvão a ser utilizado nos processos anteriores. Finalmente, as águas residuais tratadas poderão ser recicladas para a própria destilaria. Esta estratégia não produz apenas energia renovável (na forma de H2), mas também faz das destilarias uma indústria de geração de resíduos nula, por reciclagem e reutilização das suas águas
residuais e lamas sólidas. Assim, o WASTENERGY aborda duas áreas de investigação prioritárias do concurso: energia e meio ambiente.
Para garantir o sucesso da tecnologia inovadora proposta, está envolvido um consórcio com experiência nos três principais domínios deste projeto, nomeadamente: a equipa do Instituto de Tecnologia da Índia de Roorkee, IIT Roorkee, com uma vasta experiência na preparação e caracterização de catalisadores e tratamento de águas residuais por técnicas eletroquímicas, e a equipa da FEUP, em Portugal, com amplo conhecimento em processos de reformação a vapor e processos oxidativos avançados. Além disso, empresas de ambos os países, SK UEM Water Projects Pvt. Ltd (Índia) e Advantech (Portugal), demonstraram um grande interesse na tecnologia e na abordagem proposta no WASTENERGY (cartas de apoio em anexo), garantindo assim a transferência de tecnologia nos dois países. |