Remoção de fenol de águas residuárias utilizando método de polimerização e precipitação com enzima Horseradish peroxidase

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Montibeller, Mateus Mário
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100890
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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spelling Remoção de fenol de águas residuárias utilizando método de polimerização e precipitação com enzima Horseradish peroxidaseEngenharia quimicaEnzimasFenoisPoluentesToxicologiaAguas residuaisDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaPoluentes aromáticos estão presentes em efluentes de diversos tipos de indústrias. Muitos destes poluentes são altamente tóxicos e carcinogênicos, motivando a realização de estudos visando viabilizar processos para a remoção dos mesmos. Uma das alternativas utilizadas na remoção de poluentes aromáticos é o emprego de reações enzimáticas. A reação enzimática tem-se mostrado eficaz, além de possuir vantagens em relação aos demais processos utilizados. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência de remoção do fenol através de reação de polimerização e precipitação utilizando a enzima Horseradish peroxidase (HRP). Os reatores biológicos foram conduzidos em batelada, utilizando concentrações de fenol compreendidas entre 0,5 mM e 4 mM (47 mg/L a 376 mg/L) em pH 7,4 e temperatura ambiente de 25 oC, condições ótimas para reação de polimerização e simulação das condições nas quais se encontram os efluentes nas indústrias. O efluente sintético foi elaborado a partir de fenol sólido (> 99%) e as concentrações de peróxido de hidrogênio utilizadas nas reações foram 50% em excesso em relação às concentrações iniciais de fenol (1:1,5). O tempo de retenção utilizado foi de 3 horas, que foi suficiente para garantir o final da reação. Em todos os experimentos conduzidos nas diferentes concentrações de fenol foi possível obter uma remoção igual ou superior a 90%. Além de avaliar a eficiência de remoção foi proposto um modelo matemático, construído a partir da interpolação linear e polinomial dos dados experimentais obtidos, para uma faixa de remoção compreendida de 30% a 90%. Ambas as interpolações demonstraram-se efetivas na representação dos dados experimentais. Um estudo cinético, o qual avaliou o decaimento da atividade enzimática com o tempo, demonstrou o efeito da concentração inicial de fenol na desativação da enzima HRP. A dosagem de proteína efetuada na mistura de reação após o término da reação comprovou que cerca de 90% da massa da enzima foram adsorvidas pelo precipitado. Testes de toxicidade utilizando alga Scenedesmus subspicatus foram efetuados no produto sobrenadante da reação. Os experimentos evidenciaram que a toxicidade dos produtos contidos na mistura de reação é pequena e que continua a diminuir com o passar o tempo após a reação finalizada, indicando juntamente com os demais resultados, a viabilidade do emprego da enzima HRP num processo de polimento para a remoção do fenol em águas residuárias.Aromatic pollutants are present in different types of effluents of industries. Many of these pollutants are highly toxic and carcinogenic and for these reasons studies are being conducted to enable these processes to remove pollutants. One of alternatives in the removal of aromatic pollutants is the application of enzymatic reactions. The enzymatic reaction has been shown to be effective, and has advantages over other procedures used. This work aimed to evaluate the efficiency of phenol removal through the polymerization reaction and precipitation using the enzyme Horseradish peroxidase (HRP). The biological reactors were conducted in batch using phenol concentrations between 0.5 mM and 4 mM (47 mg/L to 376 mg/L) at pH 7.4 and ambient temperature of 25°C, optimum conditions for the polymerization reactionand simulation of the conditions under which the effluents are in the industry. The effluent was elaborate in the laboratory using pure phenol (> 99%) and the concentrations of hydrogen peroxide used in the reactions were 50% in excess (1:1.5) about the stoichiometry of the reaction. The retention time used was 3 hours, which was sufficient to ensure the end of reaction. In all the experiments conducted at different concentrations of phenol it was possible to achieve removal equal to or greater than 90%. In addition to evaluating the removal efficiency it has been proposed a mathematical model from the linear and polynomial interpolations of the experimental data obtained for a range of removal comprised of 30% to 90%. Both interpolations showed to be effective in representing the experimental data. A kinetic study which evaluated the decrease in enzymatic activity over time, demonstrated the effect of the initial concentration of phenol in the deactivation of the enzyme horseradish peroxidase. The protein level in the reaction mixture after the reaction showed that about 90% of enzyme mass was adsorbed by the precipitated. Toxicity tests using algae Scenedesmus subspicatus were conducted in the supernatant of the reaction. The experiments revealed that the toxicity of the products contained in reaction mixture is small and continues to decrease over time after the reaction finished, indicating the viability of the enzyme HRP in a polishing process for the phenol removal from wastewater.FlorianópolisSouza, Selene Maria de Arruda Guelli Ulson deSouza, Antonio Augusto Ulson deUniversidade Federal de Santa CatarinaMontibeller, Mateus Mário2013-06-25T23:38:05Z2013-06-25T23:38:05Z20122012info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis141 p.| il., tabs., grafs.application/pdf309696http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100890porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-06-25T23:38:05Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/100890Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-06-25T23:38:05Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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