PESSÔA, Sávia Gavazza dos Santos, também é conhecida em citações bibliográficas por: GAVAZZA, Sávia / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-10-08T22:47:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marcelo Guerra Pires de Carvalho.pdf: 2738156 bytes, checksum: 480959de599ffd945a5b7e772e518f3e (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-21T20:25:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marcelo Guerra Pires de Carvalho.pdf: 2738156 bytes, checksum: 480959de599ffd945a5b7e772e518f3e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-21T20:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marcelo Guerra Pires de Carvalho.pdf: 2738156 bytes, checksum: 480959de599ffd945a5b7e772e518f3e (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Dois sistemas em escala de bancada para tratamento biológico de efluente têxtil sintético foram operados, em escala de bancada, para avaliar a interferência do sulfato na eficiência de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) e do corante azo Direct Black 22 (DB22), bem como, na formação e degradação de aminas aromáticas, que são subprodutos tóxicos da degradação de corantes azo. O primeiro sistema era composto por dois reatores UASB, alimentados com efluente têxtil sintético, sendo um deles com adição de sulfato (DQO/sulfato > 7). No segundo sistema, o tratamento era realizado em dois estágios (anaeróbio/microaerado) em reator compartimentado de leito fixo (RLF), para distintas relações DQO/sulfato afluente (4,8±0,2 e 0,8±0,1). Para o primeiro sistema, não se observou diferença entre as eficiências médias de remoção de DQO e DB22 entre os reatores UASB alimentados com (89±8% para DQO e 58±8% para DB22) e sem adição de sulfato (86±4% para DQO e 60±7% para DB22). Enquanto no RLF, quando a relação DQO/sulfato foi alterada de 4,8 para 0,8, a eficiência de remoção de DQO diminuiu de 78±9 para 71±10% no compartimento anaeróbio e de 83±6 para 78±6% no compartimento microaerado, e a eficiência de remoção de DB22 aumentou de 38±11 para 72±6% no compartimento anaeróbio e de 56±7 para 75±7% no compartimento microaerado). A configuração do RLF proporcionou acúmulo de sulfeto e queda do potencial de oxirredução (ORP) no compartimento microaerado prejudicando a degradação de aminas aromáticas, que só foram completamente degradadas para ORP maiores que -218 mV e concentração de sulfeto de até 30 mg HS-/L. O RLF também promoveu o tratamento de efluente têxtil com capacidade de remoção de sulfato de 30±15 e 49±26% para as relações DQO/sulfato 4,8 e 0,8, respectivamente, bem como, a degradação de aminas aromáticas para ambas relações DQO/sulfato. / Two bench-scale systems for biological treatment of synthetic textile effluent were used to evaluate the interference of sulphate on the removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) and azo dye Direct Black 22 (DB22), as well as in the formation and degradation of aromatic amines, which are toxic by-products of the azo dyes degradation The first system was carried out with two UASB reactors, filled with synthetic textile effluent, one of them with sulphate supplementation (DQO/sulfato > 7). In the second system, the treatment was performed in a two-stages (anaerobic/micro aerated) using a compartmentalized fixed bed reactor, for different COD/sulphate influent ratios (4.8±0.2 and 0.80±0.1). For the first system, there was no difference between the average of COD and DB22 removal efficiencies between the UASB reactors fed with (89±8% for COD and 58±8% for DB22) and without addition of sulphate (86±4% for COD and 60±7% for DB22). In the compartmentalized fixed bed reactor, when the COD/sulphate ratio was altered from 4.8 to 0.8, COD removal efficiency decreased from 78±9 to 71±10% in the anaerobic compartment and from 83±6 to 78±6% in the micro aerated compartment, and the DB22 removal efficiency increased from 38 ± 11 to 72 ± 6% in the anaerobic compartment and from 56 ± 7 to 75 ± 7% in the micro aerated compartment. The bed fixed reactor configuration provided sulphide accumulation and decrease of the redox potential (ORP) in the micro aerated compartment, impairing the degradation of aromatic amines, which were only completely degraded when ORP higher than -218 mV and sulphide concentration up to 30 mg HS-/L were applied. The RLF also promoted the treatment of textile effluent with sulphate removal capacity of 30±15 and 49±26% for COD/sulphate ratios 4.8 and 0.8, respectively, as well as the degradation of aromatic amines for both CDO/sulphate ratios.

As soluções convencionais de tratamento biológico de corantes azo são baseadas em processos anaeróbio-aeróbios ocorrendo em unidades distintas. Este estudo avaliou o uso da aeração intermitente para a descoloração do Direct Black 22 (DB22) e biodegradação simultânea de subprodutos tóxicos no mesmo compartimento reacional. Os microrganismos utilizados foram obtidos de florestas tropicais e previamente adaptados a concentrações crescentes de DB22 (10-32,5 mg.L-1) em meio de cultivo. Os efeitos da concentração inicial de glicose (1 – 2 – 3 g.L-1) e aeração intermitente (0 – 4 – 8 h.d-1) sobre a descoloração, constante de descoloração e remoção de demanda química de oxigênio (DQO) foram investigados por planejamento fatorial e análise de superfície de resposta. Os testes foram conduzidos com água residuária (AR) que simulava a composição dos efluentes de lavanderias têxteis do agreste pernambucano. Os resultados demonstraram que a descoloração no longo prazo não foi inibida para ciclos de aeração de até 4 h.d-1, embora menores velocidades de remoção de cor tenham sido obtidas nestas condições. Os efeitos negativos da aeração foram significativamente reduzidos pelo aumento da concentração de glicose na AR. Ademais, a remoção de DQO foi potencializada com o aumento da frequência de aeração. Após descoloração do DB22 nos ensaios não aerados, verificou-se a formação de picos de absorbância relacionados à presença de aminas aromáticas ou outros intermediários da descoloração redutiva; o que não ocorreu nos experimentos aerados. Estes fatores resultaram em menor toxicidade à Daphnia magna em experimento modelo com nível intermediário de aeração. O sequenciamento do gene 16S rRNA na plataforma Illumina HiSeq revelou a presença de gêneros de bactérias conhecidos por produzirem enzimas envolvidas na biodegradação do azo. Observou-se, ainda, uma correlação positiva entre diversidade microbiana e eficiência de descoloração. Os resultados sugerem que a estratégia de aeração intermitente, corretamente implementada, pode melhorar a performance do tratamento biológico de efluentes têxteis que contém azo-corantes. / Conventional technologies for biological treatment of azo dyes are based on anaerobic-aerobic processes taking place into distinct units. This study evaluated the use of intermittent aeration strategy for decolorization of the Direct Black 22 (DB22) and simultaneous biodegradation of metabolites. Microorganisms were obtained from tropical forests and previously acclimated to increasing concentrations of DB22 (10-32.5 mg.L-1) in growth medium. Effects of initial glucose concentration (1 – 2 – 3 g.L-1) and intermittent aeration (0 – 4 – 8 cycles.d-1) on response variables decolorization, decolorization rate, and removal of chemical oxygen demand (COD) were investigated using factorial design and response surface analysis. Tests were conducted using a wastewater that simulated the composition of textile laundry effluents from a region with harsh climate in the state of Pernambuco, known as agreste pernambucano. Results showed long-term decolorization was not impaired for up to 4 cycles.d-1 of aeration, although a decrease in color removal velocities was observed in these experiments. Negative impacts of aeration were significantly reduced by increasing initial glucose concentration. Moreover, COD removal was enhanced with increased aerations levels. After DB22 degradation in non-aerated batches, the formation of absorbance peaks associated with aromatic amines and other byproducts of reductive decolorization was observed; which did not occur in the aerated experiments. These resulted in lower toxicity to Daphnia magna in model experiment using intermediate level of aeration. 16S rRNA gene sequencing on the Illumina HiSeq platform revealed the presence of several bacteria known to produce enzymes involved in azo compounds degradation. Furthermore, a positive correlation between microbial diversity and decolorization efficiency was observed. Results suggest intermittent aeration strategy can enhance biological treatment of textile effluents containing azo dyes when correctly implemented.