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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.18.2006.tde-17082006-161823
Documento
Autor
Nombre completo
Lorena Lima de Oliveira
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2006
Director
Tribunal
Silva, Maria Bernadete Amancio Varesche (Presidente)
Oliveira, Roberto Alves de
Zaiat, Marcelo
Título en portugués
Influência do material suporte na degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em reator anaeróbio
Palabras clave en portugués
argila expandida
carvão vegetal
detergente
espuma de poliuretano
reator anaeróbio
surfactante
Resumen en portugués
Neste trabalho foi estudada a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante largamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em águas residuárias domésticas e industriais. Para isso, foram utilizados dois reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) preenchidos com diferentes materiais suporte para imobilização da biomassa: carvão vegetal (RAHLF1) e leito misto de argila expandida e espuma de poliuretano (RAHLF2). O inóculo usado foi lodo proveniente de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) utilizado no tratamento de águas residuárias de suinocultura. Os reatores foram alimentados, numa primeira etapa, com esgoto sintético e, posteriormente, suplementados com 14 mg/L de LAS. O tempo de detenção hidráulica (TDH) utilizado foi de 12 horas. Foi possível constatar que a presença do surfactante na alimentação não afetou a remoção de matéria orgânica (DQO), próxima a 90% em ambos os reatores para afluente com DQO de 550 mg/L. Com o balanço de massa constatou-se que os reatores foram aptos a remover LAS em 30% no RAHLF1 e 35% no RAHLF2. Desse total, 28% e 27%, respectivamente, foram degradados biologicamente, após 343 dias de operação. O restante manteve-se adsorvido nos materiais suportes. O pH no efluente dos RAHLFs manteve-se constante e próximo a 7,0. Alcalinidade foi gerada, assim como ácidos voláteis, apresentando concentrações médias de 342 e 353 mgCaCO3/L e 27 e 24 mgHAc/L no RAHLF1 e RAHLF2, respectivamente, durante operação com 14 mg/L de LAS no afluente. Ácidos acético e propiônico foram observados nos reatores em concentrações de até 50 e 12 mg/L, respectivamente. Em ambos os reatores estiveram presentes microrganismos com morfologias semelhantes a Methanosarcina sp., Methanosaeta sp., bacilos, cocos e filamentos, entre outros. Utilizando-se técnicas de Biologia Molecular (PCR/DGGE) verificou-se, em ambos os reatores, ampla variedade populacional de microrganismos pertencentes aos Domínios Bacteria, Archaea e ao Grupo BRS. Os materiais suportes selecionaram o crescimento de diferentes populações microbianas. No entanto, para o RAHLF2, praticamente não ocorreu estratificação populacional para os dois suportes. No RAHLF1, algumas populações foram semelhantes às observadas no reator de leito misto e outras cresceram mais favoravelmente
Título en inglés
Influence of material support in degradation of linear alquilbenzene sulphonate (LAS) in anaerobic reactor
Palabras clave en inglés
anaerobic reactor
detergent
expanded clay
polyurethane foam
surfactant
vegetal coal
Resumen en inglés
The aim of this work was to study the anaerobic degradation of LAS (linear alquilbenzene sulphonate), which is a surfactant widely used in manufacture of detergents and commonly found in domestic and industrial wastewaters. For the experimental purpose it was used two horizontal anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors filled with different support materials for biomass immobilization, such as: vegetal coal (HAIB1) and a mix of expanded clay and polyurethane foam (HAIB2). The biological material used as inoculum was obtained with the sludge of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) treating suine wastewater. The reactors were fed, in a first stage, with synthetic sewage and, in a second, with a synthetic sewage supplemented with 14 mg/L of LAS. The applied hydraulic detention time was of 12 hours. With the chemical routine analyses it was possible to ascertain the evidence that the presence of surfactant in the feeding influent did not affect organic matter removal efficiencies (COD), which were close to 90% for both reactors treating 550 mg/L COD. The mass balance results suggested that the reactors removal efficiency of LAS were of 30% in RAHLF1 and 35% in RAHLF2. Of the total concentration of used LAS in the experiments, 28% and 27% were degraded biologically after 343 days of operating regime. The remaining LAS concentrations were adsorbed on the support materials. The pH values in the systems remained unaltered and close to 7.0. Alkalinity was generated (342 and 353 mgCaCO3/L, respectively), and volatile acids were recorded at concentrations of 24 and 27 mgHAc/L in RAHLF1 and RAHLF2, respectively, both treating effluent containing 14 mg/L of LAS. Acetic and propionic acids were detected in the reactors at concentrations up to 50 and 12 mg/L, for reactors 1 and 2, respectively. In both reactors it was observed microorganisms with morphologies resembling Methanosarcina sp., Methanosaeta sp., rods, cocus, filaments and others. Techniques of Molecular Biology (PCR/DGGE) showed high diversity of Bacteria, Archaea and BRS Group in both reactors. The support material selected different microbial populations. For RAHLF2, however, microbial stratification when using the distinct support material was not observed. In RAHLF1, it was observed that some populations were similar within the reactor of mixing bed where others grew more favorably
 
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Fecha de Publicación
2006-08-18
 
ADVERTENCIA: El material descrito abajo se refiere a los trabajos derivados de esta tesis o disertación. El contenido de estos documentos es responsabilidad del autor de la tesis o disertación.
  • de Oliveira, Lorena Lima, et al. Anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in fluidized bed reactor by microbial consortia in different support materials [doi:10.1016/j.biortech.2010.01.141]. Bioresource Technology [online], 2010, p. 1-11.
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  • DUARTE, I. C. S., et al. Anaerobic degradation of anionic surfactant in fixed bed reactor. In VIIITaller y simposio Latinoamericano sobre Digestion Anaerobia, Punta del Leste - Uruguay, 2005. VIII Taller y simposio Latinoamericano sobre Digestion Anaerobia., 2005.
  • DUARTE, I. C. S., et al. Tratamento de linear alquilbenzeno sulfonato em reator anaeróbio horizontal de leito fixo inoculado com lodo de suinocultura. In Sinaferm - XV Simpósio Nacional de Bioprocessos, 2005. Sinaferm - XV Simpósio Nacional de Bioprocessos., 2005.
  • DUARTE, Iolanda Cristina, OLIVEIRA, Lorena Lima de, e VARESCHE, M. B. A. Caracterização microbiológica da degradação de alquilbenzeno linear sulfonado em reator anaeróbio de leito fixo. In Sinaferm 2007 - XVI Simpósio Nacional de Bioprocessos, Curitiba, 2007. Sinaferm 2007 - XVI Simpósio Nacional de Bioprocessos., 2007.
  • OLIVEIRA, Lorena Lima de, et al. Degradação anaeróbia de alquilbenzeno linear sulfonado em reator de leito fixo com biomassa imobilizada em argila expandida e espuma de poliuretano. In International Water Conference, Porto, 2006. International Water Conference - IWC 2006 Actas da Conferência.Porto - Portugal : Centro de Estudos de àgua, 2006.
  • OLIVEIRA, Lorena Lima de, et al. Degradação anaeróbia de alquilbenzeno linear sulfonado em reator de leito fluidificado. In XVII Simpósio Nacional de Bioprocessos - SINAFERM, Natal/RN, 2009. XVII SINAFERM., 2009.
  • OLIVEIRA, Lorena Lima de, DUARTE, I C S, and VARESCHE, M. B. A. Study of support medias for anaerobic treatment of linear alkylbenzene sulfonate (LAS). In IX Taller y Simposio Latinoamericano de Digestión Anaeróbia, Ilha de Páscoa - Chile, 2008. DAAL., 2008.
  • OLIVEIRA, Lorena Lima de, DUARTE, I. C. S., and VARESCHE, M. B. A. Microbial characterization of the linear alkylbenzene sulfonate degradation in fixed bed anaerobic reactor. In II International Conference on Environmental, Industrial and Applied Microbiology, Seville - Espanha, 2007. BioMicroWorld 2007., 2007. Available from: http://www.formatex.org/biomicroworld2007.
  • OLIVEIRA, Lorena Lima de, DUARTE, Iolanda Cristina, e VARESCHE, M. B. A. Degradação de alquilbenzeno linear sulfonado em reator anaeróbio de leito fixo com biomassa imobilizada em carvão vegetal. In XVI Congresso Brasileiro de Engenharia Química, Santos - SP, 2006. XVI Congresso Brasileiro de Engenharia Química -COBEQ - Engenharia Química & Inovação., 2006.
  • Tavares, A M, et al. Análise filogenética da comunidade bacteriana de reator anaeróbio usado no tratamento de surfactante. In 16o Simpósio Internacional de Iniciação Científica da USP, Campus de São Paulo, 2008. SIICUSP., 2008. Resumo.
  • Tavares, A M, et al. Caracterização de bactérias e arquéias em biofilme usado no tratamento de surfactante. In XVI CIC Jornada de iniciação Científica e Tecnológica, São Carlos - SP, 2008. XVI CIC UFSCar., 2008. Resumo.
  • Varesche, Maria Bernadete Amâncio, Sakamoto, Isabel Kimiko, e Oliveira, L.L. Comunidade Microbiana. In Maria do Carmo Calijuri e Davi Gasparini Fernandes Cunha. Engenharia Ambiental - Conceitos, Tecnologia e Gestão. Organizador. {CidadeEditora}2013{Volume}. cap. 1, p. 75-94.http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-17082006-161823/
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