Os compostos fenólicos estão presentes em grande número de efluentes industriais, cujos lançamentos inadequados podem acarretar em riscos ao meio ambiente e à saúde humana. O uso de fungos em reatores biológicos é uma alternativa de tratamento de despejos que possuem compostos persistentes, como fenóis. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade do uso de Aspergillus niger em reator biológico para o tratamento de água residuária sintética contendo fenol. O trabalho foi realizado com dois tipos de reatores: em batelada e reatores contínuos com escoamento ascendente. No experimento em batelada, foram utilizados 5 reatores de controle (RC), 5 com fungos (RF) e 5 com fungos e glicose (RFG), verificando-se o uso de glicose (5 g/L), como substrato primário, e a remoção do fenol pelos fungos. Estes apresentaram maior desenvolvimento nos reatores contendo glicose (RFG), alcançando-se remoção de 100% de fenol, no quinto e último dia de experimento. Nestes reatores, a velocidade média de consumo de fenol foi quase o dobro da desenvolvida nos reatores sem glicose (RF). A remoção de matéria orgânica, medida como DQO, foi superior nos reatores contendo glicose (RFG) e atingiu 93%, no quinto dia. Não houve remoção significativa de fenol nos reatores de controle. Nos RF, as maiores remoções de fenol e matéria orgânica foram registradas no quinto dia e foram, respectivamente, de 48% e 27%. As maiores remoções de fenol em relação à de matéria orgânica indicam, possivelmente, a presença de compostos intermediários da degradação do fenol. Os reatores contínuos, cada um com volume total de 4,45 L e com meios suportes de manta de polipropileno (R1) e espuma de poliuretano (R2), foram mantidos sob as mesmas condições operacionais, durante 399 dias, divididos em três tempos de detenção hidráulica: 8 h, dividido em duas fases de alimentação (Fase I alimentação complementada com glicose e Fase II alimentação sem complementação de glicose); 4 h e 6 h. As maiores remoções de fenol ocorreram durante o tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8 h, tanto com a presença ou não de 0,5 g/L de glicose no afluente, obtendo-se, na Fase I, remoções médias de fenol de 99,5% '+ OU -' 2 (R1) e de 98% '+ OU -' 5 (R2) e, na Fase II, 99,6% '+ OU -' 1(R1) e 92% '+ OU -' 23 (R2). No tempo de detenção hidráulica de 4 h, a remoção média de fenol ficou em torno de 50%, em ambos os reatores. Com o tempo de detenção hidráulica de 6 h, houve melhora na eficiência de remoção, atingindo 72% '+ OU -' 35 (R1) e 78% '+ OU -' 25 (R2). Análises microscópicas revelaram que os fungos cresceram bem nos suportes empregados, porém o uso de espuma de poliuretano provocou maiores problemas operacionais. Apesar dos bons resultados de remoção de matéria orgânica e de fenol, houve crescimento excessivo de biomassa no interior dos reatores contínuos, o que resultou na colmatação do leito, indicando necessidade de se procurar melhor ajuste nutricional do meio para controlar a geração de biomassa. / The phenolic compounds are present in a great quantity in industrial effluents, which inappropriate release can cause serious damage to the environment and to human health. The usage of fungi in biological reactors is an alternative to the treatment of wastes that contain compounds with persistent nature like phenol. The goal of this work was the study of the available usage of Aspergillus niger in a biological reactor treating synthetic wastewater containing phenol. The work was realized in batch and upflow continuous reactors. Five control reactors (CR) were applied in the batch experiment, being five with fungi (FR) and five with fungi and glucose (GFR), in order to verify the application of glucose (5 g/L) as main substrate and the removal of phenol by fungi. These presented better development in the reactors containing glucose, with the achievement of 100% of phenol removal in the fifth and last day of the experiment. In these reactors, the mean consumption velocity of phenol was approximately the double of those that were developed in the reactors without glucose. The organic matter removal (measured as COD) was higher in the reactors containing glucose, achieving 93% in the fifth day. There was no significant phenol removal in the control reactors. The higher removals of 48% for phenol and 27% for organic matter were observed in the RF reactors in the fifth day, indicating the possible presence of intermediate compounds in the phenol degradation. The continuous reactors were built with total volume of 4,45 L each one, with polypropylene blanket as support media in the R1 reactor and polyurethane foam as support media in the R2 reactor. The reactors were kept in the same operational conditions during 399 days. These conditions were divided in three hydraulic detention times (HDT): 8 h, divided in two feeding phases (Phase I feeding complemented with glucose and Phase II feeding without complementation of glucose); 4 h and 6 h. The higher phenol removals occurred during the hydraulic detention time of 8 h, in the presence and absence of 0,5 g/L of glucose in the influent. The mean phenol removals of 99,5% '+ OU -' 2 (R1) and 98% '+ OU -' 5 (R2) were attained in the Phase I, and 99,6% '+ OU -' 1 (R1) and 92% '+ OU -' 23 (R2) in the Phase II. The mean phenol removal was around 50% in both reactors when hydraulic detention time of 4 h was applied. With the hydraulic detention time of 6 h, there was improvement in the removal efficiency that achieved 72% '+ OU -' 35 for R1 reactor and 78% '+ OU -' 25 for R2 reactor. The microscopic analyses showed that fungi grew well in the applied support media, but the usage of polyurethane foam caused more operational problems. Even with the good results of the organic matter and phenol removals, there was excessive growth of biomass inside the reactors. This resulted in the clogging of the blanket, indicating the necessity of better nutritional adjustment of the media to control the biomass generation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-24102006-093027 |
| Date | 08 May 2006 |
| Creators | Kelly de Araújo Rodrigues |
| Contributors | Sandra Tedde Santaella, Iracema Helena Schoenlein Crusius, Regina Teresa Rosim Monteiro, Edson Luiz Silva, Marcelo Zaiat |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia (Hidráulica e Saneamento), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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