Biorreatores anaeróbios aplicados à remoção de 2,4-D e atrazina de efluente sintético

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Soroka, Vinícius Duarte
• Orientador(a): Silva, Maria Cristina de Almeida
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Contaminantes emergentes; Herbicidas; Remoção de poluentes; Digestão anaeróbia; Biorreatores com membranas; Biogás
• Palavras-chave em Inglês: Dynamic membrane; Synthetic effluent; Activated bone char; Atrazine; 2,4-D; Biogas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283018

Nas últimas décadas, com o desenvolvimento de técnicas analíticas capazes de quantificar moléculas extremamente diluídas, passaram a ser detectados em virtualmente todos os ambientes naturais contaminantes de preocupação emergente (CPE), e.g. produtos de cuidado pessoal, fármacos, drogas ilícitas, microplásticos, nanomateriais, pesticidas e outros. Esses poluentes estão associados a efeitos adversos à saúde e aos ecossistemas, sendo frequentemente pouco depurados nos tratamentos convencionais de água e esgoto. Atrazina (ATZ) e 2,4-D são dois dos herbicidas mais utilizados no Brasil atualmente e considerados CPE devido aos seus impactos socioambientais. Para o tratamento de efluentes contaminados com esses compostos, têm sido investigados biorreatores de membrana (BRM) e também, mais recentemente, biorreatores anaeróbios de membrana dinâmica (BRAnMD). Embora estudos anteriores tenham demonstrado resultados limitados na degradação desses herbicidas em BRM, o uso de carvão ativado foi promissor, tanto por melhorar a remoção dos compostos quanto favorecer a digestão anaeróbia (DA). Esta dissertação avaliou o uso da DA no tratamento de efluente sintético contendo ATZ e 2,4-D, bem como os efeitos da adição de carvão ativado de osso (CAO) em biorreatores anaeróbios semi-contínuos associados a módulos de membrana dinâmica (MD). Na primeira etapa, 48 biorreatores em batelada foram alimentados com substrato contendo diferentes concentrações dos herbicidas, verificando-se ausência de inibição na produção de biogás e metano, com remoção de 2,4-D entre 23 e 98% e ATZ totalmente recalcitrante. Na segunda etapa, dois BRAnMD semicontínuos receberam 2,4-D isoladamente ou combinado com ATZ e ambos apresentaram baixa eficiência de remoção dos agrotóxicos. Na terceira etapa, os dois BRAnMD receberam ATZ + 2,4-D, sendo que em um deles foram adicionadas doses crescentes de CAO, que resultaram em melhorias na DQO efluente, mas não influenciaram a remoção dos contaminantes. Os módulos de MD, construídos com materiais simples e econômicos, melhoraram significativamente a qualidade do efluente em termos de DQO, sólidos e turbidez, embora o regime semi-contínuo tenha mostrado limitações para o desenvolvimento pleno da MD. Os resultados sugerem que a presença de ATZ e 2,4-D no efluente não prejudicou a DA e que há a necessidade de tempo de detenção mais elevado para a remoção de 2,4-D em BRAnMD, enquanto a ATZ mostrou-se pouco biodegradável. O acoplamento de módulos de MD à DA e a adição de CAO melhoraram a remoção de matéria orgânica, destacando a aplicabilidade dessas tecnologias para a melhoria de biorreatores anaeróbios.