Remoção de nitrogênio e fósforo de lixiviado de aterro sanitário aplicando a Chlorella sp. imobilizada em matriz de alginato de cálcio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Maria Célia Cavalcante de Paula e
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB
Texto Completo: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4000
Resumo: A geração de resíduos sólidos urbanos representa um desafio que carece da participação de diversos segmentos para a resolução do mesmo. A fração putrescível dos resíduos durante sua biodegradação gera o lixiviado, água residuária de elevado poder contaminante que apresenta matriz complexa com destaque para elevadas magnitudes de sólidos totais, N- amoniacal, fósforo, DQO e substâncias recalcitrantes. Nesse panorama, a tecnologia das algas imobilizadas em alginato, desponta como uma estratégia sustentável e eficiente na remoção de poluentes das águas residuárias. A imobilização consiste na retenção celular em uma região particular do biorreator na qual as reações químicas devem se processar. Esta pesquisa investigou o potencial de fitorremediação por Chlorella sp. na remoção de nutrientes do lixiviado de aterro sanitário. O lixiviado foi coletado no Aterro Sanitário Metropolitano de João Pessoa e a cepa de Chlorella sp. foi isolada do sistema de lagoas de tratamento de lixiviado e cultivada em Meio Basal de Bold’s. Foram monitorados biorreatores tubulares e cônicos alimentados em regimes de batelada e contínuo. Os parâmetros avaliados foram pH, N-amoniacal, P-Total, íons, Chlorofila a, Oxigênio dissolvido, íons e turbidez. Foram realizadas as microanálises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) das esferas com algas imobilizadas. A análise estatística dos dados foi realizada através de um planejamento full fatorial de três níveis Box-Behnken 3^(2-0) design (BBD) combinada com a metodologia de superfície de resposta e (ANOVA). Nos biorreatores alimentados em batelada e esferas AG/QT(alginato/quitosana) foram obtidas remoções médias de 40% de N- amoniacal com concentrações afluentes médias de 240 mg.L^-1. Em esferas com Chlorella sp. em AG(alginato) as remoções médias de N-amoniacal foram na faixa de 85,3% na 1ª hora de tempo de contato. Em sistemas suspensos, houve crescimento celular nas faixas de N-amoniacal entre 47 e 2182 mg.L^-1, com incremento de Clorofila a de 1500% em concentrações de 99 mg.L^-1 e remoções de até 88 mg-N em concentrações de 798 mg.L^-1. Foi verificado que o aumento no percentual de lixiviado inibiu o crescimento celular. No biorreator contínuo com Chlorella sp. imobilizada em AG registrou-se remoções de P-total, N-amoniacal, Na2^+, K^+ e Mg2^+ respectivas de 63, 42, 28, 49 e 55% em TDH de 2h. A Fitorremediação foi alcançada através de uma combinação de mecanismos incluindo bioassimilação, precipitação como consequência do pH e adsorção na matriz polimérica. Desta forma, os resultados apontam para o potencial da Chlorella sp. no tratamento do lixiviado de aterro sanitário.
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A imobilização consiste na retenção celular em uma região particular do biorreator na qual as reações químicas devem se processar. Esta pesquisa investigou o potencial de fitorremediação por Chlorella sp. na remoção de nutrientes do lixiviado de aterro sanitário. O lixiviado foi coletado no Aterro Sanitário Metropolitano de João Pessoa e a cepa de Chlorella sp. foi isolada do sistema de lagoas de tratamento de lixiviado e cultivada em Meio Basal de Bold’s. Foram monitorados biorreatores tubulares e cônicos alimentados em regimes de batelada e contínuo. Os parâmetros avaliados foram pH, N-amoniacal, P-Total, íons, Chlorofila a, Oxigênio dissolvido, íons e turbidez. Foram realizadas as microanálises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) das esferas com algas imobilizadas. A análise estatística dos dados foi realizada através de um planejamento full fatorial de três níveis Box-Behnken 3^(2-0) design (BBD) combinada com a metodologia de superfície de resposta e (ANOVA). Nos biorreatores alimentados em batelada e esferas AG/QT(alginato/quitosana) foram obtidas remoções médias de 40% de N- amoniacal com concentrações afluentes médias de 240 mg.L^-1. Em esferas com Chlorella sp. em AG(alginato) as remoções médias de N-amoniacal foram na faixa de 85,3% na 1ª hora de tempo de contato. Em sistemas suspensos, houve crescimento celular nas faixas de N-amoniacal entre 47 e 2182 mg.L^-1, com incremento de Clorofila a de 1500% em concentrações de 99 mg.L^-1 e remoções de até 88 mg-N em concentrações de 798 mg.L^-1. Foi verificado que o aumento no percentual de lixiviado inibiu o crescimento celular. No biorreator contínuo com Chlorella sp. imobilizada em AG registrou-se remoções de P-total, N-amoniacal, Na2^+, K^+ e Mg2^+ respectivas de 63, 42, 28, 49 e 55% em TDH de 2h. A Fitorremediação foi alcançada através de uma combinação de mecanismos incluindo bioassimilação, precipitação como consequência do pH e adsorção na matriz polimérica. Desta forma, os resultados apontam para o potencial da Chlorella sp. no tratamento do lixiviado de aterro sanitário.The generation of solid urban waste represents a challenge that requires the participation of several segments to solve it. The putrescible fraction of the residues during its biodegradation generates the leachate, wastewater of high contaminating power that presents a complex matrix with emphasis on high magnitudes of total solids, N-ammonia, phosphorus, COD and recalcitrant substances. In this context, alginate immobilized alginate technology emerges as a sustainable and efficient strategy for removing pollutants from wastewater. Immobilization consists of cell retention in a particular region of the bioreactor in which chemical reactions must take place. This research investigated the phytoremediation potential of Chlorella sp. removing nutrients from landfill leachate. The leachate was collected at the João Pessoa Metropolitan Landfill and the Chlorella sp. was isolated from the leachate treatment pond system and grown in Bold’s Basal Medium. Tubular and conical bioreactors fed in batch and continuous regimes were monitored. The parameters evaluated were pH, N-ammoniacal, P-Total, ions, Chlorophyll a, dissolved oxygen, ions and turbidity. SEM and EDS microanalysis of the spheres with immobilized algae were performed. The statistical analysis of the data was carried out through a full factorial planning of three levels Box-Behnken 3^(2-0) design (BBD) combined with the response surface methodology and (ANOVA). Bioreactors fed in batches and AG / QT (alginate / chitosan) spheres obtained an average removal of 40% of ammoniacal N with average affluent concentrations of 240 mg.L^-1. In spheres with Chlorella sp. in AG (alginate) the average removals of N-ammonia were in the range of 85.3% in the 1st hour of contact time. In suspended systems, there was cell growth in the N-ammoniacal bands between 47 and 2182 mg.L^-1, with an increase of Chlorophyll a of 1500% in concentrations of 99 mg.L^-1^and removals of up to 88 mg-N in concentrations 798 mg.L-1. It was found that the increase in the percentage of leachate inhibited cell growth. In the continuous bioreactor with Chlorella sp. immobilized in AG, removals of P-total, N-ammoniacal, Na2^+, K^+ and Mg2^+ respectively of 63, 42, 28, 49 and 55% were recorded in 2-hour HRT. Phytoremediation was achieved through a combination of mechanisms including bioassimilation, precipitation as a consequence of pH and adsorption in the polymeric matrix. Thus, the results point to the potential of Chlorella sp. in the treatment of landfill leachate.Universidade Estadual da ParaíbaPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPBrasilUEPBPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTALeite, Valderi Duarte10879390468Pearson, Howard William00866960414Oliveira, Roberto Alves de01346484805Vich, Daniele VitalCampos, Magnólia de AraújoSouza, Neyliane Costa de64224511304Silva, Maria Célia Cavalcante de Paula e2022-01-04T13:56:03Z2020-12-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVA, Maria Célia Cavalcante de Paula e. Remoção de nitrogênio e fósforo de lixiviado de aterro sanitário aplicando a Chlorella sp. imobilizada em matriz de alginato de cálcio. 2020. 180f. 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