Aplicação de eletrocoagulação em um biorreator a membrana precedido de tanque anóxico para o tratamento de efluente têxtil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ravadelli, Mauana
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/227182
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021.
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spelling Aplicação de eletrocoagulação em um biorreator a membrana precedido de tanque anóxico para o tratamento de efluente têxtilEngenharia ambientalEfluentesIndústria têxtilResíduos industriaisCorantes e tingimentoDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021.A indústria têxtil é caracterizada por seu grande consumo de água e descarte de efluentes, sendo o beneficiamento têxtil o maior gerador de volume de efluentes com diversos tipos de contaminantes. Os corantes do grupo azo são os mais amplamente utilizados na operação de tingimento. Cerca de 20 ? 50% do corante utilizado no processo permanece na fase aquosa, sendo descartado juntamente ao efluente. Além disso, as águas residuais da indústria têxtil contêm outros produtos químicos auxiliares, os quais tornam sua composição complexa e variável. Uma das alternativas para minimizar essa problemática ambiental é a busca por tecnologias de tratamento que possibilitem a produção de um efluente com baixo teor de poluentes. Neste enfoque, este trabalho teve por objetivo avaliar a utilização da eletrocoagulação (EC) em associação a um biorreator a membrana (BRM) para o tratamento de efuente têxtil sintético. A pesquisa foi realizada por meio de de duas diferentes estratégias, denominadas de E-1 (sem aplicação da eletrocoagulação) e E-2 (com aplicação da eletrocoagulação), esta última sob uma densidade de corrente elétrica de 10Am-2. O desempenho do reator foi avaliado em relação à remoção de cor, corante, matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. Avaliou-se também o impacto da eletrocoagulação sobre a composição da comunidade bacteriana do reator, bem como sobre o processo de colmatação das membranas. Paralelamente, foram realizados ensaios de bancada para se avaliar a atividade da biomassa e para monitorar as condições de filtrabilidade do licor misto. Os resultados demonstraram que associação da eletrocoagulação ao reator resultou em maior capacidade de remoção do corante estudado, alcançando eficiência de 96% ao final da operação. A remoção de matéria orgânica foi satisfatória em ambas estratégias operacionais, com eficiência média de remoção de DQO acima de 95%. A remoção de nitrogênio amoniacal teve resultado semelhante, permanecendo com eficiência acima de 88% e alcançando eficiência máxima de 98% em ambas as estratégias operacionais. Observou-se que o uso da eletrocoagulação melhorou substancialmente o desempenho do reator quanto à remoção de fósforo, aumentado sua eficiência média de 11,2% para 81%. Houve um crescimento significativo de sólidos suspensos totais (SST) e voláteis (SSV) após o início da eletrocoagulação. Diferentemente do observado em outros trabalhos, a relação SSV/SST manteve-se próxima a 0,7 quando a eletrocoagulação foi aplicada. As análises de sequenciamento genético bacteriano revelaram grandes alterações na abundância relativa dos microrganismos entre as estratégias. Observou-se o crescimento de microrganismos autotróficos, sendo o filo Nitrospira um dos mais abundantes no reator durante a E-2 e a predominância de gêneros foi alterada devido ao crescimento de bactérias redutoras de corante. O consumo médio de energia por massa de corante removido diminuiu em 17,2% (de 0,58 para 0,48 kWh g corante-1) quando a EC foi aplicada ao reator, indicando que BRM assistido pela eletrocoagulação exibiu uma melhor eficiência energética em termos de remoção de corante. Ensaios de bancada revelaram que a filtrabilidade do licor misto melhorou durante o período em que o reator foi assistido pela eletrocoagulação. Contudo, o processo de colmatação das membranas foi mais intenso nesse período em questão, resultado que foi atribuído ao maior teor de sólidos suspensos e a menor eficácia do cisalhamento das bolhas de ar sobre as membranas. Em decorrência, operação do AO-EBRM sob idade de lodo mais baixa (<45 d) deve ser investigada. De maneira geral, entende-se que a associação da eletrocoagulação ao biorreator a membrana se configura como uma alternativa tecnológica promissora, de particular importância quando se objetiva a descoloração de efluentes têxteis.Abstract: The textile industry is characterized by its large consumption of water and effluent disposal. Textile processing is the largest generator of effluent volume with several types of contaminants. The dyes from the azo group are the most widely used in the dyeing operation. About 20 - 50% of the dye used in the process remains in the aqueous phase, being discarded along with the effluent. Wastewater from the textile industry contains other auxiliary chemicals, which make its composition complex and variable. The alternatives to minimize this environmental problem is the search for efficient treatment Technologies. In this approach, this study aimed to evaluate the use of electrocoagulation (EC) in association with a membrane bioreactor (BRM) for the treatment of synthetic textile effluent. This study aimed to evaluate the use of electrocoagulation (EC) in association with a membrane bioreactor (BRM) for the treatment of synthetic textile effluent.The research was carried out through two different strategies, called E-1 (without application of electrocoagulation) and E-2 (with application of electrocoagulation under an electrical current density of 10Am-2). The reactor performance was evaluated regarding the removal of color, dye, organic matter, nitrogen and phosphorus. The impact of electrocoagulation on the composition of the bacterial community of the reactor, as well as on the process of membrane clogging, was also evaluated. In parallel, bench tests were performed to evaluate the biomass activity present in the reactor and to monitor the filterability conditions of the mixed liquor. The organic matter removal was satisfactory in both operational strategies, with an average COD removal efficiency above 95%. The ammoniacal nitrogen removal had a similar result, remaining with efficiency above 88% and reaching maximum efficiency of 98% in both operational strategies. It was observed that the use of electrocoagulation substantially improved the performance of the reactor regarding phosphorus removal (11.2% to 81% average efficiency). There was a significant growth of total suspended solids (TSS) and volatiles (VSS) after the electrocoagulation application. The bacterial genetic sequencing analyses revealed great changes in the relative abundance of microorganisms among the strategies. The growth of autotrophic microorganisms was observed, the phylum Nitrospira being one of the most abundant in the reactor during E-2, besides the alteration of the most abundant phylum, from Proteobacteria to Actinobacteria. The average energy consumption per dye mass removed decreased by 17.2% (from 0.58 to 0.48 kWh g dye-1) when the EC was applied to the reactor, indicating that BRM assisted by electrocoagulation exhibited better energy efficiency in terms of dye removal. Thus, it is understood that the association of electrocoagulation with the membrane bioreactor is a promising technological alternative, of particular importance when the discoloration of textile effluents is targeted.Lapolli, Flávio RubensBelli, Tiago JoséUniversidade Federal de Santa CatarinaRavadelli, Mauana2021-08-23T14:08:36Z2021-08-23T14:08:36Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis125 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf372067https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/227182porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-08-23T14:08:36Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/227182Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-08-23T14:08:36Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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