Trabalho de Conclusão de Curso

Documento

Autoria

Macedo, Thais Zaninetti

Unidade da USP

Data de Apresentação

Orientador

Silva, Maria Bernadete Amancio Varesche

Banca

Okada, Dagoberto Yukio
Lazaro, Carolina Zampol

Título em Português

Remoção e degradação de alquilbenzeno linear sulfonado em água residuária de lavanderia comercial em reator anaeróbio de leito fluidificado com biomassa adaptada.

Palavras-chave em Português

LAS
Surfactante aniônico
Areia
Análise CG/EM
Reatores anaeróbios
Biomassa
Águas residuárias
Lavanderia
Surfactantes

Resumo em Português

Alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) é o surfactante aniônico mais utilizado em lavanderias, detergentes e produtos de limpeza e encontra-se presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a degradação de LAS, em água residuária de lavanderia comercial de São Carlos, em reator anaeróbio de leito fluidificado preenchido com areia e biomassa adaptada. Este estudo envolveu a análise da influência da concentração afluente do surfactante, tempo de detenção hidráulica aplicado (TDH) e presença de co-substrato metabólico na degradação do LAS. A água residuária de lavanderia foi submetida à caracterização físico-química, cujos valores foram os seguintes: 426 mg.L-1 a 11949 mg.L-1de LAS, 703 a 3.543 mg.L-1de DQO bruta e 492 a 3.107 mg.L-1 de DQO filtrada. O período de operação do reator foi de 442 dias, dividido em quatro etapas. Na Etapa I, com duração de 106 dias, ocorreu remoção de 74,6±14,1 % de LAS para 9,5±3,1 mg L-1 afluente e TDH de 17,8 horas. A eficiência média de remoção de matéria orgânica para esta etapa foi de 84,7±9,6% para DQO afluente de 637±80 mg.L-1. A Etapa II, com duração de 144 dias, consistiu no aumento da concentração do surfactante afluente para 23,3±5,5mg.L-1. Nessa etapa, obteve-se 65,3±14,3%de remoção de LAS e 90,9±3,3% de DQO para 686±93 mg.L-1 afluente em TDH de 18,6 horas. Na Etapa III, com duração de 126 dias, para 26,0±10,6 mg.L-1 de LAS afluente obteve-se remoção de 55,8±18,5%. A DQO afluente foi de 694±101 mg.L-1 e 89,9±13,0% de eficiência de remoção para TDH de 23 horas. Para a Etapa IV, com duração de 66 dias, na ausência de co-substrato metabólico (sacarose) a eficiência de remoção de LAS foi de 40,9±20,6 % para 28,0±8,9 mg.L-1 afluente, enquanto a eficiência de remoção de matéria orgânica foi de 88,8±5,3 % para DQO afluente de 659±167 mg.L-1e TDH de 18 horas. A eficiência de remoção de DQO se manteve elevada ao longo de todas as etapas de operação (superior a 80%). Por outro lado, não foi verificado acréscimo da eficiência de remoção do LAS para acréscimo na concentração afluente do surfactante e TDH mais elevado. Na ausência de sacarose como co-substrato metabólico, após instabilidade operacional, foi verificada a menor eficiência de remoção do surfactante. Por meio de exames microscópicos, verificou-se diversidade morfológica de bactérias, com presença de cocos, bacilos e filamentos, corroborando a ideia de consórcio microbiano na degradação do LAS. Diversidade de compostos, tais como solventes, auxiliares na produção de produtos de limpeza, fragrâncias, preservativos, antioxidantes e alguns agentes tensoativos foram detectados na água residuária de lavanderia e efluente do reator anaeróbio. Por meio do balanço de massa global, verificou-se que 56,96% do LAS adicionado ao sistema foi biodegradado.

Palavras-chave em Inglês

LAS
Anionic surfactant
Sand
Analysis CG/EM

Resumo em Inglês

Linear alkylbenzene sulfonate (LAS) is the most widely used anionic surfactant in laundry, detergents and cleaning products and it is present in domestic and industrial wastewaters. The main purpose of this study was to evaluate the degradation of LAS in a commercial laundry wastewater from São Carlos. For that, an anaerobic fluidized bed reactor filled with sand and adapted biomass was used. This study involved an analysis of the influence of influent concentration of surfactant, hydraulic retention time applied (HRT), and the presence of metabolic co-substrates in the LAS degradation. The laundry wastewater was characterized physico-chemically and the results were: 426 mg.L-1 to 11,949 mg.L-1of LAS, 703 to 3,543 mg.L-1of gross COD and 492 to 3,107 mg.L-1 of filtered COD. The reactor operational period of 442 days was divided into four stages. During Stage I, lasting 106 days, removal of 74.6±14.1 % of LAS to 9.5±3.1 mg. L-1 influent and HRT of 17.8 hours occurred. The average removal efficiency of organic matter for this stage was 84.7±9.6% to COD influent of 637±80 mg.L-1. Stage II, lasting 144 days, consisted in an increase in the surfactant concentration to 23.3±5.5mg.L-1. At this stage, we obtained 65.3±14.3%of LAS removal and 90.9±3.3% of COD removal to 686±93 mg.L-1 influent and HRT of 18.6 hours. In Stage III, lasting 126 days, with 26.0±10.6 mg.L-1 of LAS influent we obtained a removal of 55.8±18.5%. The COD influent was 694±101 mg.L-1 and the removal efficiency was 89.9±13.0% to TDH of 23 hours. In the Stage IV, lasting 66 days, in absence of metabolic co-substrate (sucrose) the LAS removal efficiency was 40.9±20.6% to 28.0±8.9 mg.L-1 influent, while the organic matter removal efficiency was 88.8±5.3% to COD influent of 659±167 mg.L-1 and HRT of 18 hours. TDH de 18 horas. The COD removal efficiency remained high through all operation stages (over 80%).On the other hand, the LAS concentration and HRT increase did not result in increase of LAS efficciency removal. In the absence of sucrose as metabolic co-substrate, after operational instability, it was observed the lowest surfactant removal efficiency. Through microscopic analysis, it was observed a morphological diversity with presence of bacteria, cocci, bacilli and filaments, supporting the idea of microbial consortium to degrade the LAS. A diversity of compounds, such as solvents, aiding in the production of cleaning products, fragrances, preservatives, antioxidants and some surfactants were detected in the laundry wastewater and in the anaerobic reactor effluent. Through the overall mass balance, it was found that 56.96 % of the LAS added to the system were biodegraded.

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Data de Publicação

2014-02-14

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