Remoção de nonilfenol etoxilado em reator anaeróbio de leito granular expandido em codigestão de esgoto doméstico e glicerol

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Volpato, Eduardo Lordelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Methanosaeta; Synergistaceae; anaerobic removal of phenolic compounds; codigestão de glicerol; EGSB reactor; glycerol codigestion; non-ionic surfactants; reator EGSB; remoção anaeróbia de compostos fenólicos; surfactantes não-iônicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27042022-162945/

Surfactantes são compostos orgânicos tóxicos, com propriedades de quebra da tensão superficial da água, fazem parte de diversos produtos de higiene pessoal e limpeza. O Nonilfenol etoxilado (NFEO) é um surfactante não-iônico, utilizado principalmente para síntese de produtos de limpeza, tintas e pesticidas. Seus impactos no ambiente e à saúde, estão ligadas aos subprodutos formados durante sua degradação, sendo a desregulação endócrina o principal impacto. Reator EGSB (reator anaeróbio de leito granular expandido) foi aplicado para a remoção deste surfactante. A digestão anaeróbia pode ser favorecida com utilização de cossubstratos, processo esse conhecido como codigestão. O glicerol é um resíduo da produção de biodiesel e pode ser utilizado como cossubstrato na digestão anaeróbia. Desta forma, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a remoção de NFEO em reator EGSB em codigestão de esgoto doméstico e glicerol. Para tanto, foi usado reator EGSB com volume útil de 62,0 L, vazão de operação de 1,55 L h-1 e TDH de 40 ± 5h. O reator foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB usado no tratamento de água residuária de abatedouro de aves (Pereiras, SP) e operado em condição mesofílica. Foi avaliada a influência do aumento de carga de glicerol na remoção do NFEO. Além das análises físico-químicas rotineiras de monitoramento, como matéria orgânica, sólidos suspensos totais e sólidos suspensos voláteis, pH, alcalinidade, biogás, ácidos orgânicos, LAS e NFEO, também foi caracterizada a comunidade microbiana (Domínios Archaea e Bacteria) do reator em diferentes fases de operação, utilizando as técnicas de biologia molecular (Sequenciamento do gene RNAr 16S). A operação do reator foi dividida em seis fases: Fase I - alimentação com esgoto doméstico (ED) e substrato sintético (SS); Fase II - alimentação com ED, SS e 5 mg L-1 de NFEO; Fase III - alimentação com ED, SS e 10 mg L-1 de NFEO; Fase IV - alimentação com ED, SS e 20 mg L-1 de NFEO; Fase V - alimentação com ED, SS, 20 mg L-1 de NFEO e 0,5 g L-1 de glicerol; Fase VI - alimentação com ED, SS, 20 mg L-1 de NFEO e 1,4 g L-1 de glicerol. A maior remoção de matéria orgânica (M.O.) e NFEO ocorreram nas Fases V e VI, com glicerol. A remoção de M.O. foi de 94,4% e 96,6% para as Fases V e VI respectivamente, para 1.259,6 ± 50 e 2.952,5 ± 50 mg DQO L-1 afluente; sendo aumento significativo em relação as fases anteriores de ~92% para 684,7 ± 89,5 a 752,1 ± 61,1 mg DQO L-1 afluente. A remoção de NFEO foi maior a partir da adição de glicerol, sendo de 92,2% e 94,0% para as Fases V e VI, respectivamente para concentração efluente de 1,78 ± 0,14 e 1,33 ± 0,06 mg NFEO L-1. A maior produção de metano também foi observada nas Fases V e VI respectivamente de 432 ± 3,4 mL h-1 e 793 ± 7,9 mL h-1 para 5,2 ± 0,06 e 1,4 ± 0,06 mg L-1 de glicerol, respectivamente. A remoção do glicerol observada foi >99%, nas fases comadição de glicerol. Durante todas as fases de operação observou-se pH entre 7,7 a 7,9. Diminuição da alcalinidade foi observada com o aumento do NFEO de 559,2 ± 73,8 mg de CaCO3 L-1 (Fase I) para 464,1 ± 22,7 mg de CaCO3 L-1 (Fase IV) e, com a adição de glicerol, aumentou de 464,1 ± 22,7 mg de CaCO3 L-1 (Fase IV) para 582 ± 30,4 mg de CaCO3 L-1 (Fase VI). As maiores concentrações de ácidos voláteis totais foram observadas nas Fases V e VI (49,2 ± 8,6 e 59,1 ± 7,95 mg de Hac L-1, respectivamente). Os gêneros mais abundantes identificados na Fase V foram Anaeromusa-Anaeroarcus, Lactivibrio e Synergistaceae, para o Domínio Bacteria, e Methanosaeta, Methanospirillum e Methanobacterium, para o Domínio Archaea. O uso do glicerol em codigestão com esgoto doméstico é alternativa para promover a remoção de NFEO e M.O., além de potencializar a produção de metano em reator EGSB.