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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2020.tde-02072021-172726
Documento
Autor
Nome completo
Ivo Gabriel Guedes Alves
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2020
Orientador
Banca examinadora
Foresti, Eugenio (Presidente)
Pessoa, Sávia Gavazza dos Santos
Silva, Silvana de Queiroz
Título em português
Descoloração de efluente têxtil em reatores anaeróbios de leito estruturado e de biomassa livre
Palavras-chave em português
Direct Black 22
Crescimento aderido
Crescimento suspenso
Descoloração redutiva
DGGE
Efluente têxtil
Reator anaeróbio
Resumo em português
O tratamento biológico de efluentes têxteis é uma alternativa aos processos físico-químicos convencionais. Devido à complexidade acerca dos mecanismos de degradação nesses efluentes, não há consenso em relação à configuração ideal de reator a ser utilizada no tratamento biológico. Neste trabalho, avaliou-se duas configurações de reatores biológicos visando à degradação do corante Direct Black 22 em efluente têxtil sintético, a saber: um reator anaeróbio de leito estruturado (RA), onde há crescimento da biomassa aderido ao material suporte, e um reator anaeróbio de crescimento livre suspenso (RS). Os reatores foram alimentados com efluente têxtil sintético contendo DB22 (32,5 mg.L-1) e glicose (1.000 mg.L-1). O desempenho dos reatores foi comparado em quatro períodos operacionais, diferenciadas pelo tempo de detenção hidráulica (TDH) (24, 18, 12 e 6 horas). Os principais parâmetros de desempenho avaliados foram as eficiências de remoção de matéria orgânica e de cor. Ambos os reatores demonstraram robustez na descoloração, sem grandes impactos diante das variações de TDH, com médias globais de remoção de 81,33 ± 5,54% e 73,11 ± 9,72% em RA e RS, respectivamente. Embora as eficiências de descoloração dos reatores tenham sido semelhantes durante quase toda a operação, o desempenho do RA foi superior em todos os períodos estudados. O bom desempenho dos reatores no pH médio afluente alcalino de 9,87 ± 0,40 indica a possível presença de organismos alcalifílicos no consórcio microbiano. A conversão de sulfatos foi estável durante toda operação, indicando que houve o estabelecimento da sulfetogênese paralelamente ao processo de descoloração redutiva, sem prejuízos deste último. As eficiências globais de remoção de sulfato foram de 76,29 ± 6,99% em RA e 69,46 ± 9,23% em RS. O acúmulo de enxofre elementar nos reatores sugere possível oxidação de sulfetos pelo azo. A eficiência de remoção global de DQO nos reatores foi baixa, principalmente, à inibição da atividade metanogênica, atingindo 33,95 ± 13,91% em RA e 23,75 ± 6,69% em RS. A DQO remanescente mostra a necessidade de uma etapa de pós-tratamento. A análise de DGGE indicou que houve aumento da diversidade microbiana com a diminuição do TDH nos reatores.
Título em inglês
Decolorization of textile effluent in anaerobic reactors with structured bed and free biomass
Palavras-chave em inglês
Adhered growth
Anaerobic reactor
DGG
Direct Black 22
Reductive discoloration
Suspended growth
Textile effluent
Resumo em inglês
The biological treatment of textile effluents is an alternative to conventional physical-chemical processes. Due to the complexity of the degradation mechanisms in these effluents, there is no consensus regarding the ideal reactor configuration to be used in biological treatment. In this work, two configurations of biological reactors were evaluated aiming at the degradation of the Direct Black 22 dye in synthetic textile effluent, namely: an anaerobic structured bed reactor (RA), where there is growth of the biomass adhered to the support material, and a reactor anaerobic suspended free growth (RS). The reactors were fed with synthetic textile effluent containing DB22 (32.5 mg.L-1) and glucose (1,000 mg.L-1). The performance of the reactors was compared in four operational periods, differentiated by the hydraulic detention time (HDT) (24, 18, 12 and 6 hours). The main performance parameters evaluated were the efficiency of removal of organic matter and color. Both reactors demonstrated robustness in discoloration, without major impacts in the face of HDT variations, with global removal averages of 81.33 ± 5.54% and 73.11 ± 9.72% in RA and RS, respectively. Although the discoloration efficiencies of the reactors were similar during almost the entire operation, the performance of the AR was superior in all periods studied. The good performance of the reactors in the affluent alkaline pH of 9.87 ± 0.40 indicates the possible presence of alkaliphilic organisms in the microbial consortium. The conversion of sulfates was stable throughout the operation, indicating that there was the establishment of sulfetogenesis in parallel with the reductive discoloration process, without loss to the latter. The overall sulfate removal efficiencies were 76.29 ± 6.99% in RA and 69.46 ± 9.23% in RS. The accumulation of elemental sulfur in the reactors suggests possible oxidation of sulfides by azo. The efficiency of global COD removal in the reactors was low, mainly due to the inhibition of methanogenic activity, reaching 33.95 ± 13.91% in RA and 23.75 ± 6.69% in RS. The remaining COD reveals the need for a post-treatment. DGGE analysis indicated that there was an increase in microbial diversity with a decrease in TDH in the reactors.
 
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Data de Publicação
2021-07-07
 
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