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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2002.tde-18122015-114648
Documento
Autor
Nome completo
Ivana Ribeiro de Nardi
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2002
Orientador
Banca examinadora
Foresti, Eugenio (Presidente)
Corseuil, Henry Xavier
Damianovic, Márcia Helena Rissato Zamariolli
Santos, Maria de Lourdes Florêncio dos
Zaiat, Marcelo
Título em português
Degradação de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX) em reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF)
Palavras-chave em português
Biomassa imobilizada
BTEX
Espuma de poliuretano
Processo anaeróbio
RAHLF
Reator de filme fixo
Resumo em português
A atividade industrial diversificada tem sido responsável pelo lançamento, no ambiente, de resíduos que contém materiais tóxicos e/ou de difícil degradação. Benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX) são compostos importantes, por estarem presentes em águas superficiais e subterrâneas, geralmente a partir de contaminações por derivadas de petróleo. Enquanto a degradação aeróbia de BTEX já está amplamente entendida e descrita, a aplicação de processos anaeróbios de tratamento, indicados na década de 80 ainda requer mais estudos. Reatores anaeróbios horizontais de leito fixo de bancada preenchidos com cubos de espuma de poliuretano, contendo lodo anaeróbio proveniente de diversas fontes trataram a água residuária sintética a base de proteínas, carboidratos, lipídios, contendo solução etanólica de BTEX e solução de BTEX em detergente comercial; e solução etanólica de BTEX como únicas fontes de carbono. A influência da adição de nitrato e sulfato como aceptores de elétrons na degradação anaeróbia também é discutida. Os reatores foram capazes de remover BTEX nas concentrações testadas de até 15,0 mg/L de cada composto, com tempos de detenção hidráulica de 11,4 horas e 13,5 horas. Os reatores forneceram condições excelentes para o desenvolvimento de biofilme complexo capaz de degradar BTEX, contendo organismos degradadores de BTEX, acetogênicos, acetoclásticos e hidrogenotróficos. Arqueas metanogênicas representaram menos de 0,5% do total de organismos anaeróbios na biomassa dos reatores. O modelo cinético de primeira ordem com residual foi o que melhor representou os dados experimentais e as velocidades de degradações de BTEX, estimadas neste trabalho, foram cerca de 10 a 94 vezes maiores que as encontradas na literatura, em ensaios realizados em microcosmos.
Título em inglês
Benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) degradation in horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor
Palavras-chave em inglês
Anaerobic process
BTEX
Fixed-bed reactor
HAIB reactor
Immobilized biomass
Polyurethane foam
Resumo em inglês
The diversified industrial activity has been responsible for discharge in the environment of toxic and/or difficult degradation compounds. Benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are important compounds present in surface and ground waters, usually from petroleum products contamination. While BTEX aerobic degradation is extensively understood and described, anaerobic treatment application, started in the eighties, associated to fundamental studies need to be improved. Bench-scale horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactors filled with polyurethane foam matrices, containing immobilized anaerobic biomass from various sources, treated synthetic substrate containing protein, carbohydrates, lipids, BTEX solution in ethanol and BTEX solution in commercial detergent, as well as BTEX solution in ethanol as the sole carbon source. The influence of the addition of nitrate and sulfate as electron acceptors on anaerobic degradation is also discussed. The reactors were able to remove up to 15.0 mg/L of each BTEX compound, with hydraulic detention time of 11.4 hours and 13.5 hours. The reactors provided excellent conditions for developing a complex biofilm with BTEX-degraders, acetogenic, acetoclastic and hydrogenotrophic microorganisms. Methanogenic archaea were found to represent less than 0.5% of the total anaerobic organisms in the biomass inside the reactors. Residual first order kinetic model fitted well the experimental data and the BTEX degradation rates, estimated in this work, were about 10- to 94-fold higher than those found in the literature, in microcosms studies.
 
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Data de Publicação
2015-12-18
 
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  • FORESTI, E., et al. Anaerobic degradation of BTEX in a packed-bed reactor. Water Science and Technology, 2002, vol. 45, nº 10, p. 175-180.
  • NARDI, I. R., et al. Anaerobic Packed-Bed Reactor for Bioremediation of Gasoline-Contaminated Aquifers. Process Biochemistry, 2005, vol. 40, p. 587-592.
  • NARDI, I. R., ZAIAT, M., and FORESTI, E. Influence of the Tracer Characteristics on Hydrodynamic models of Packed-Bed Bioreactors. Bioprocess Engineering, 1999, vol. 21, nº 5, p. 469-476.
  • NARDI, I. R., ZAIAT, M., and FORESTI, E. Kinetics of BTEX degradation in a packed-bed anaerobbic reactor. Biodegradation (Dordrecht), 2007, vol. 18, p. 83-90.
  • RIBEIRO, Rogers, et al. BTEX removal in a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor under denitrifying conditions [doi:10.1007/s10532-012-9585-2]. Biodegradation (Dordrecht) [online], 2013, vol. 24, p. 269-278.
  • ZAIAT, M., et al. Desenvolvimento de Reator Anaeróbio Horizontal de Leito Fixo para Tratamento de Águas Residuárias. Engenharia & Arquitetura. Caderno de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2000, vol. 1, nº 2, p. 47-53.
  • NARDI, I. R., et al. Anaerobic Degradation of BTEX in a Packed-Bed Reactor. In 9TH World Congress Anaerobic Digestion, Antuérpia, 2001. Proceedings of The 9th World Congress on Anaerobic Digestion. : IWA, 2001.
  • NARDI, I. R., ZAIAT, M., e FORESTI, E. Degradação de BTEX em Reator Anaeróbio Horizontal de Leito Fixo na Presença de Diferentes Doadores de Eletrons. In VI Oficina Seminário Latino-Americano de Digestão Anaeróbia., Recife. Recife : Editora da UFPE, 2000.
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