Reator de leito fluidificado em escala aumentada para tratamento de água residuária de lavanderia comercial em co-digestão com esgoto doméstico: otimização das condições operacionais e caracterização taxonômica e funcional dos microrganismos do biofilme

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Macedo, Thais Zaninetti
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise metagenômica; Cinética de inibição; Etanol; Ethanol; Excesso de substrato; HRT; Inhibition kinetics; Metagenomic analysis; Recirculation flow; Substrate excess; TDH; Vazão de recirculação
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-22032019-142923/

O Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) é um surfactante aniônico de degradação complexa. Via ensaio cinético em batelada ajustou-se modelo de inibição por excesso de substrato na remoção de LAS e matéria orgânica de água residuária de lavanderia comercial (ARLC) em co-digestão com esgoto doméstico (ED). A adição de 50 mg L-1 de etanol (EOH) resultou em maiores valores para velocidade específica de utilização do substrato (robs) e concentração mais elevada de LAS que fornece o maior robs (18,98 mg LAS L-1 e 2,39 mg LAS L-1 na presença e ausência de etanol, respectivamente). Areia com 1,0 mm de diâmetro foi escolhida como material suporte). Objetivou-se otimizar a remoção do surfactante de ARLC + ED (1:3 volume; &#8764; 20 mg LAS L -1) em RLF em escala aumentada (19,8L) através de: (i) adição de etanol em diferentes dosagens; (ii) variação da velocidade ascensional (vasc) aplicada ao leito; e (iii) aumento do tempo de detenção hidráulica (TDH). Desta forma, para TDH de 18 h foram realizadas as seguintes fases operacionais: (I) ARLC + ED + 1,3 velocidade mínima de fluidificação (vmf); (II) ARLC + ED + 50 mg EOH L -1 + 1,3 vmf; (III) ARLC + ED+200 mg EOH L-1 + 1,3 vmf; (IV) ARLC + ED +200 mg L-1 + 1,0 vmf; (V) ARLC + ED + 200 mg L-1 + 0,7 vmf; (VI) ARLC + ED + 100 mg L-1 + 1,0 vmf; e para TDH de 30 h: (VII) ARLC + ED + 1,0 vmf. Não se observou diferença significativa na eficiência de remoção de DQO e LAS (&#8764; 50%; p < 0,5) nas fases I à IV. O decréscimo da vasc (0,7 vmf) resultou em 29% de eficiência de remoção de LAS (V) e o aumento do TDH em 86% de eficiência de remoção de LAS (VII). Nas fases VI e VII observou-se maior remoção de DQO (&#8805; 70%). As menores vasc e 200 mg EOH L-1 favoreceram acúmulo de ácidos no sistema (IV e V). No efluente do RLF foram identificados 17 compostos recalcitrantes. Para vasc = 0,7 vmf, foi observada maior diversidade de compostos recalcitrantes, em sua maioria, ftalatos. Caracterização taxonômica e funcional dos microrganismos para as fases III, IV e V (variação da vasc) e VII (maior eficiência de remoção de LAS e DQO) foi realizada por metagenômica. Foram identificados microrganismos dos domínios Archaea e Bacteria, sendo que a diminuição da vasc resultou em maior abundância relativa de arqueias metanogênicas, como Methanosarcina e genes relacionados a F420 reducing hydrogenase que é transportadora central de elétrons na metanogênese. Diversidade de gêneros foram identificados do domínio Bacteria (Geobacter, Thauera, Pseudomonas, Chryseobacterium, Sulfuricurvum e Sulfurospirillum, etc.) e genes codificadores de enzimas que atuam nas diferentes etapas de degradação do LAS: (a) adição de fumarato (fumarate redutase); (b) beta-oxidação (3-hidroxiacil-CoA desidrogenase); (c) clivagem do anel benzênico (benzoyl-CoA reductase); (d) dessulfonação (Adenylyl-sulfate reductase). Na amostra da fase VII, foram identificados genes relacionados à etapa de dessulfonação com maior abundância relativa, se comparada às demais fases. Para maior vasc observou-se maior abundância relativa de genes relacionados à fosforilação oxidativa com Chryseobacterium como principal representante.