Biodegradação de corantes mono e diazo através de processo anaeróbio associado à microaeração intermitente
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/48166 |
Resumo: | Processos biológicos são alternativas sustentáveis para o tratamento de efluentes da indústria têxtil. A remoção biológica de corantes do tipo azo, os mais utilizados na indústria têxtil, é bem consolidada, com aplicação sequencial de condições anaeróbias e aeróbias. No entanto, a microaeração intermitente têm se mostrado atraente em função da redução de custos associados a aeração convencional. Entretanto, ainda existem lacunas sobre a otimização da fase de microearação, aplicabilidade para remoção de corantes diversos, entre outros. Este estudo avaliou os efeitos da duração da fase de microaeração intermitente em dois reatores anaeróbios em bateladas sequenciais utilizados no tratamento de efluente têxtil sintético. Foi utilizado o corante monoazo Reactive Orange 4 – RO4 no Reator 1 e o diazo Reactive Black 5 – RB5 no Reator 2 – R2, ambos com concentração de 32,5 mg/L. Etanol foi utilizado como doador de elétrons (1200 mgDQO/L). Os reatores operaram em ciclo de 24 horas, divididos em 12 horas de reação anaeróbia, seguidos de 11 horas de microeração intermitente, caracterizada por pulsos de 10 e 30 minutos de microaeração (62,5 mL/min.L reator) a cada 2 horas nas Fases 1 (F1) e 2 (F2), respectivamente. Em seguida, 1 hora foi destinada para troca volumétrica. A remoção de matéria orgânica foi semelhante entre os reatores e as fases e esteve em torno de 80%. Apesar disso, o aumento do tempo de microaeração diminuiu os coeficientes cinéticos de remoção anaeróbia de DQO de 0,0120 h-1 e 0,0082 h-1 para 0,0082 h-1 e 0,0073 h-1 em R1 e R2. Em F1, o RB5 foi mais bem degradado, tanto em termos de eficiência (77,4% para RO4 e 88,7% para RB5) quanto de cinética (6 vezes mais rápida), mostrando que o número de ligações azo não foi determinante para garantir a degradabilidade dos corantes. Já em F2 a eficiência de remoção de corantes foi semelhante entre os reatores, em torno de 80%. A diminuição da eficiência de remoção de corante em R2 foi resultante, principalmente, da autoxidação das aminas aromáticas. O período de microaeração em F1 não removeu aminas aromáticas e os efluentes dos reatores apresentaram citotoxicidade em sementes de Allium cepa. Já a microaeração em F2 foi capaz de remover aminas aromáticas e a citotoxicidade. As comunidades microbianas dos 2 reatores em F1 apresentaram diversidade de organismos metilotróficos que podem ter competido pelo oxigênio com a remoção de aminas aromáticas. A aplicação de pulsos de 30 minutos de microaeração foi a mais eficiente, pois assegurou a remoção de matéria orgânica, corante, aminas aromáticas e toxicidade, independente do corante aplicado. |
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Entretanto, ainda existem lacunas sobre a otimização da fase de microearação, aplicabilidade para remoção de corantes diversos, entre outros. Este estudo avaliou os efeitos da duração da fase de microaeração intermitente em dois reatores anaeróbios em bateladas sequenciais utilizados no tratamento de efluente têxtil sintético. Foi utilizado o corante monoazo Reactive Orange 4 – RO4 no Reator 1 e o diazo Reactive Black 5 – RB5 no Reator 2 – R2, ambos com concentração de 32,5 mg/L. Etanol foi utilizado como doador de elétrons (1200 mgDQO/L). Os reatores operaram em ciclo de 24 horas, divididos em 12 horas de reação anaeróbia, seguidos de 11 horas de microeração intermitente, caracterizada por pulsos de 10 e 30 minutos de microaeração (62,5 mL/min.L reator) a cada 2 horas nas Fases 1 (F1) e 2 (F2), respectivamente. Em seguida, 1 hora foi destinada para troca volumétrica. A remoção de matéria orgânica foi semelhante entre os reatores e as fases e esteve em torno de 80%. Apesar disso, o aumento do tempo de microaeração diminuiu os coeficientes cinéticos de remoção anaeróbia de DQO de 0,0120 h-1 e 0,0082 h-1 para 0,0082 h-1 e 0,0073 h-1 em R1 e R2. Em F1, o RB5 foi mais bem degradado, tanto em termos de eficiência (77,4% para RO4 e 88,7% para RB5) quanto de cinética (6 vezes mais rápida), mostrando que o número de ligações azo não foi determinante para garantir a degradabilidade dos corantes. Já em F2 a eficiência de remoção de corantes foi semelhante entre os reatores, em torno de 80%. A diminuição da eficiência de remoção de corante em R2 foi resultante, principalmente, da autoxidação das aminas aromáticas. O período de microaeração em F1 não removeu aminas aromáticas e os efluentes dos reatores apresentaram citotoxicidade em sementes de Allium cepa. Já a microaeração em F2 foi capaz de remover aminas aromáticas e a citotoxicidade. As comunidades microbianas dos 2 reatores em F1 apresentaram diversidade de organismos metilotróficos que podem ter competido pelo oxigênio com a remoção de aminas aromáticas. A aplicação de pulsos de 30 minutos de microaeração foi a mais eficiente, pois assegurou a remoção de matéria orgânica, corante, aminas aromáticas e toxicidade, independente do corante aplicado.CAPESBiological processes are sustainable alternatives for the treatment of textile wastewater. Biological azo dye removal – the most used dyes in the textile industry – is well established, with applications of anaerobic-aerobic conditions. However, microaeration is becoming attractive because of the reduction in the costs of conventional aeration. Meanwhile, there are gaps regarding to the optimization of microaeration used to the removal different azo dyes, among others. This study evaluated the effects of the duration of the intermittent microaeration phase in two sequential batch anaerobic reactors used in the treatment of synthetic textile effluent. The monoazo dye Reactive Orange 4 - RO4 was used in Reactor 1 and diazo Reactive Black 5 - RB5 in Reactor 2 - R2, both with a concentration of 32.5 mg/L. Ethanol was used as an electron donor (1200 mgCOD/L). The reactors operated in a 24-hour cycle, divided into 12 hours of anaerobic reaction, followed by 11 hours of intermittent microaeration, characterized by pulses of 10 and 30 minutes of microaeration (62.5 mL / min.L reactor) every 2 hours in Phases 1 (F1) and 2 (F2), respectively. Then, 1 hour was allocated for volumetric exchange. The removal of organic matter was similar between the reactors and phases and was close to 80%. The increase in the duration of microaeration reduced the kinetic coefficients of anaerobic COD removal from 0.0120 h-1 and 0.0082 h-1 to 0.0082 h-1 and 0.0073 h-1 in R1 and R2. In F1, RB5 was better degraded, both in terms of efficiency (77.4% for RO4 and 88.7% for RB5) and kinetics (6 times faster), showing that the number of azo bonds was not decisive to guarantee the degradability of the dyes. In F2, the dye removal efficiency was similar between the reactors, around 80%. The decrease in the efficiency of dye removal in R2 was mainly due to the autoxidation of aromatic amines. The microaeration period in F1 did not remove aromatic amines, and the effluents from the reactors showed cytotoxicity to Allium cepa seeds. However, the microaeration in F2 was able to remove aromatic amines and cytotoxicity. The microbial communities from both reactors in F1 showed a diversity of methylotrophic organisms that may have competed for oxygen with the removal of aromatic amines. The use of 30 minutes pulses of microaeration was most efficient, as it ensured the removal of organic matter, azo dye, aromatic amines and toxicity, regardless of the dye used.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia civilEfluente têxtilReatores em bateladas sequenciaisCorante azoMicroaeração intermitenteBiodegradação de corantes mono e diazo através de processo anaeróbio associado à microaeração intermitenteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/48166/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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Processos biológicos são alternativas sustentáveis para o tratamento de efluentes da indústria têxtil. A remoção biológica de corantes do tipo azo, os mais utilizados na indústria têxtil, é bem consolidada, com aplicação sequencial de condições anaeróbias e aeróbias. No entanto, a microaeração intermitente têm se mostrado atraente em função da redução de custos associados a aeração convencional. Entretanto, ainda existem lacunas sobre a otimização da fase de microearação, aplicabilidade para remoção de corantes diversos, entre outros. Este estudo avaliou os efeitos da duração da fase de microaeração intermitente em dois reatores anaeróbios em bateladas sequenciais utilizados no tratamento de efluente têxtil sintético. Foi utilizado o corante monoazo Reactive Orange 4 – RO4 no Reator 1 e o diazo Reactive Black 5 – RB5 no Reator 2 – R2, ambos com concentração de 32,5 mg/L. Etanol foi utilizado como doador de elétrons (1200 mgDQO/L). Os reatores operaram em ciclo de 24 horas, divididos em 12 horas de reação anaeróbia, seguidos de 11 horas de microeração intermitente, caracterizada por pulsos de 10 e 30 minutos de microaeração (62,5 mL/min.L reator) a cada 2 horas nas Fases 1 (F1) e 2 (F2), respectivamente. Em seguida, 1 hora foi destinada para troca volumétrica. A remoção de matéria orgânica foi semelhante entre os reatores e as fases e esteve em torno de 80%. Apesar disso, o aumento do tempo de microaeração diminuiu os coeficientes cinéticos de remoção anaeróbia de DQO de 0,0120 h-1 e 0,0082 h-1 para 0,0082 h-1 e 0,0073 h-1 em R1 e R2. Em F1, o RB5 foi mais bem degradado, tanto em termos de eficiência (77,4% para RO4 e 88,7% para RB5) quanto de cinética (6 vezes mais rápida), mostrando que o número de ligações azo não foi determinante para garantir a degradabilidade dos corantes. Já em F2 a eficiência de remoção de corantes foi semelhante entre os reatores, em torno de 80%. A diminuição da eficiência de remoção de corante em R2 foi resultante, principalmente, da autoxidação das aminas aromáticas. O período de microaeração em F1 não removeu aminas aromáticas e os efluentes dos reatores apresentaram citotoxicidade em sementes de Allium cepa. Já a microaeração em F2 foi capaz de remover aminas aromáticas e a citotoxicidade. As comunidades microbianas dos 2 reatores em F1 apresentaram diversidade de organismos metilotróficos que podem ter competido pelo oxigênio com a remoção de aminas aromáticas. A aplicação de pulsos de 30 minutos de microaeração foi a mais eficiente, pois assegurou a remoção de matéria orgânica, corante, aminas aromáticas e toxicidade, independente do corante aplicado. |
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