Estudo e avaliação da remoção de sulfametazina em biorreator anaeróbio contínuo...

O uso de biomassa anaeróbia aderida a um suporte foi recentemente apresentado como uma boa perspectiva no tratamento de águas residuárias contendo compostos recalcitrantes, como a sulfametazina (SMZ). A SMZ foi encontrada em resíduos de suinocultura e em estações de tratamento de esgoto (ETE), o que motiva a avaliação de sua degradação por novas tecnologias para o tratamento de águas residuárias. Assim, esse estudo descreve o uso de um biorreator anaeróbio contínuo de leito fixo ordenado (ABFSB) com o objetivo de avaliar a cinética de remoção de SMZ presente em esgoto feito em laboratório (esgoto lab-made). A determinação de SMZ utilizou a extração em fase sólida acoplada em linha à cromatografia líquida/espectrometria de massa em tandem (SPE online-LC-MS/MS). A demanda química de oxigênio (DQO) também foi monitorada para avaliar a remoção de matéria orgânica. O biorreator foi operado em condições mesofílicas (30 °C), com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24 h. Para avaliar a remoção de SMZ, foram estudados quatro níveis de concentração diferentes, 200, 400, 600 e 800 ng L-1. A DQO no afluente foi de 555,9 ± 54,85 mg O2 L-1. A eficiência de remoção de DQO para efluentes bruto foi mantida em 89,26 ± 4,022 % e não houve interferência devido ao aumento da concentração de SMZ. Com relação a eficiência de degradação de SMZ, houve uma remoção de 52,8 ± 12,1 % para o nível de concentração de 200 ng L-1; 55,0 ± 8,15% para 400 ng L-1; 53,0 ± 6,14% para 600 ng L-1 e 48,8 ± 5,44% para 800 ng L-1. A cinética de remoção de DQO apresentou constante cinética aparente de primeira ordem (kapp) de 0,281 ± 0,0295 h-1. A SMZ também levou a uma constante cinética aparente de primeira ordem (kSMZ) de 0,158 ± 0,0093 h-1 para os seguintes níveis de concentrações: 200, 400, 600 e 800 ng L-1, respectivamente. Portanto, o biorreator demonstrou ser uma tecnologia promissora para o tratamento de águas residuárias contendo compostos farmacêuticos recalcitrantes, mesmo em níveis de concentração de ng L-1. Além disso, a atividade microbiana do biorreator não teve inibição significativa com o aumento da concentração de SMZ .

Título em Inglês

Study and evaluation of removal of sulfamethazine using anaerobic fixed structured bed bioreactor (ABFSB)

Palavras-chave em Inglês

Bioreactor
Wastewater
Sulfamethazine
Removal kinetic

Resumo em Inglês

Anaerobic biomass attached to a support has been recently presented as a good prospect in the treatment of wastewater containing recalcitrant compounds, such as sulfamethazine (SMZ). SMZ has been found in swine wastewater and sewage treatment plants, which motivates assessing their degradation by new wastewater treatment technologies. Thus, this study describes the use of a continuous fixed structured bed bioreactor for the purpose of evaluating SMZ removal kinetics present in lab-made wastewater. SMZ analysis used online solid phase extraction coupled to liquid chromatography/tandem mass spectrometry (SPE online-LCMS/MS). Chemical oxygen demand (COD) was also monitored to evaluate the organic matter removal. The bioreactor was operated under mesophilic conditions (30 °C), with a hydraulic retention time (HRT) of 24 h. In order to evaluate SMZ removal, four different concentration levels were studied, 200, 400, 600, and 800 ng L-1. COD influent was 555.9 ± 54.85 mg O2 L-1 . COD removal efficiency for raw effluent was kept at 89.26 ± 4,022 % and there was no interference due to the increase of SMZ concentration. For SMZ removal of 52.8 ± 12.1% for 200 ng L-1 concentration level; 55.0 ± 8.15% for 400 ng L-1; 53.0 ± 6.14% for 600 ng L-1, and 48.8 ± 5.44% for 800 ng L-1 . COD removal kinetics presented a first-order apparent removal rate constant (kapp) of 0.281 ± 0.0295 h-1. SMZ also showed a first-order apparent removal rate constant of 0.158 ± 0.0093 h-1 for the following concentrations levels: 200, 400, 600, and 800 ng L-1, respectively. Therefore, this bioreactor is a promising technology for wastewater treatment to remove recalcitrant pharmaceutical compounds even in concentration levels of ng L-1. Also, the bioreactor’s microbial activity had no significant inhibition even with the increase of SMZ concentration.

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Data de Publicação

2018-02-16

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