Remoção e degradação de nonilfenol etoxilado em codigestão com esgoto doméstico e água residuária de lavanderia comercial em reator anaeróbio deleito granular expandido: caracterização taxonômica e produção de biogás

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Gutierrez, Jeny Elihut Ventura
• 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: anaerobic co-digestion; contaminantes emergentes; cossubstrato metabólico; efluente de águas residuárias reais; emerging contaminants; increased-scale EGSB reactor; metabolic cosubstrate; real wastewater effluents; reator EGSB escala aumentada; surfactantes não-iônicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-01042022-153211/

Nonilfenol etoxilado (NFEO) é um surfactante não-iônico usado na formulação de produtos de limpeza, classificado como Contaminante Emergente (CE) e de difícil remoção em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). Assim, NFEO e seus metabolitos são frequentemente observados em ecossistemas aquáticos. Neste estudo, foi investigada a remoção e degradação de NFEO em codigestão com esgoto doméstico (ED) e água residuária de lavanderia comercial (ARLC) em reator EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) escala aumentada (62L). O reator foi operado durante 637 dias em TDH de 41 ± 5 h, Vasc de 7 m h-1 e 23 ± 4 °C. Na fase I, o reator foi alimentado com substrato sintético (SS) – sem NFEO. Nas Fases II e III com SS foi adicionado 3,5 ± 1 mgNFEO L-1 e 8 ± 2 mgNFEO L-1, respectivamente. Na Fase IV com SS e ARLC como fonte de NFEO (4 ± 1 mg L-1). A Fase V ocorreu com ED e ARLC contendo 4 ± 1 mgNFEO L-1 . Remoção de matéria orgânica mínima de 90 ± 5% (para 574 ± 130 mgDQO L-1) foi observada durante toda a operação do EGSB. A remoção de NFEO em SS foi de 82 ± 9% (4 ± 1 mg NFEO L-1), porém, para 8 ± 2 mg NFEO L-1 ocorreu diminuição significativa da sua remoção para 60 ± 2%. Na fase IV com ARLC e SS também ocorreu diminuição significativa da remoção de NFEO para 48 ± 2% (4 ± 1 mgNFEO L-1). Não houve diferença significativa na remoção de NFEO entre as fases IV e V (49 ± 2% para 4 ± 1 mgNFEO L-1). A adição de NFEO levou a alteração da comunidade microbiana, favorecendo a abundância relativa de bactérias pertencentes à família Spirochaetacea de 0,63% (fase I) para 65% (fase III), 92%, (fase IV) e 76% (fase V). Ademais, a adição de NFEO afetou negativamente a produção de metano, mesmo com remoção de matéria orgânica. Entre as arqueias metanogênicas, Methanosaeta foi a mais abundante em todas as fases (I, III, IV e V), porém, após a adição de NFEO ocorreu diminuição de 9% (fase I) para 0,1% (fase V). Todavia, após 549 dias de operação foi observado 0,30 ± 0,14 LCH4 g-1DQOremovida. Ensaios em reatores em batelada foram realizados para avaliar o efeito do extrato de levedura (ELV) e fumarato de sódio (FS) na remoção de NFEO em esgoto doméstico, via Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Sob tais condições foi possível inferir que a adição de ELV e FS pode influenciar significativamente a remoção de NFEO e no rendimento de CH4. Os valores ótimos de ELV (400 mg L-1) e FS (200 mg L-1) resultaram em remoção de 97% (5 mgNFEO L-1), sendo a biodegradação (86%) o principal mecanismo de remoção. A remoção de matéria orgânica foi 92% (677 mgDQO L-1) e o rendimento de CH4 foi de 134 ± 4 NmLCH4 g-1DQOremovida. Nessas condições, Macellibacteroides, Longilinea, Petrimonas e Proteiniphilum para o Domínio Bacteria, bem como Methanosaeta e Methanoregula para o Domínio Archaea foram identificadas com maior abundância relativa.