TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL SINTÉTICO EM REATOR AERÓBIO COM FUNGOS E EM REATORES ANAERÓBIOS CONTENDO LODO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

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1 TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL SINTÉTICO EM REATOR AERÓBIO COM FUNGOS E EM REATORES ANAERÓBIOS CONTENDO LODO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO Gustavo Evangelista dos Santos (1) ; Carlos Ronald Pessoa Wanderley (2) Bolsista (1) ; IFCE, Maracanaú; gustavosantos.ev@gmail.com. Orientador (2) ; IFCE, Maracanaú; ronald@ifce.edu.br. 1. RESUMO A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade do tratamento de efluente contendo corante sintético por meio do uso de reator fúngico operado em batelada sequencial, e também da viabilidade do tratamento anaeróbio com uso de reatores em batelada de desmonte, utilizando lodo proveniente da ETE de uma indústria de cerveja. Na primeira etapa foi utilizado um reator aeróbio contendo o fungo Aspergillus niger, no qual foi obtida remoção de corante de 34,5%, de DQO Bruta e Solúvel, de 40% e 57%, respectivamente. A segunda etapa consistiu no tratamento anaeróbio, onde foram avaliados parâmetros como Alcalinidade Total, Ácidos Graxos Voláteis (AGV), Sólidos Suspensos Volatéis, ph e concentração de corante. O tratamento anaeróbio apresentou uma remoção de corante de 72% para os reatores que continham glicose (0,5 g.l -1 ) como cosubstrato e uma remoção de 92% para os que não receberam glicose. PALAVRAS-CHAVE: Aspergillus niger. lodo. remoção 2. INTRODUÇÃO Segundo Ribeiro, et al. (2014), o tingimento e o acabamento são as fases mais importantes nos processos envolvidos na fabricação de produtos têxteis e tais processos consomem grandes volumes de água. De acordo com Kunz, et al., (2002), o setor têxtil apresenta um grande destaque quando a produção de efluentes, os quais, se não forem corretamente tratados podem causar problemas de contaminação ambiental. Assim, o tratamento destes efluentes se faz necessário, tanto pela presença de corantes como de compostos auxiliares. Devido a sua característica recalcitrante, os corantes não são facilmente degradados em técnicas convencionais de degradação, tendo fungos e bactérias como os principais decompositores encontrados para remediar estes compostos através do tratamento biológico dos efluentes, que pode ser tratado por micro-organismos aeróbios ou anaeróbios (ERDUNLU et al., 2012; ALMEIDA et al,. 2012). Os processos de tratamento por via aeróbia fundamenta-se na utilização de bactérias ou fungos que requerem oxigênio molecular. Os fungos possuem grande capacidade de degradar poluentes resistentes, através da ação de enzimas por eles produzidas, as quais são capazes de despolimerizar grande variedade de compostos como os corantes têxteis e outros poluentes persistentes (DULLIUS, 2004). Dentre as técnicas de tratamento existentes, processo de tratamento biológico anaeróbio foi uma alternativa de tratamento bastante visada por apresentar vantagens potenciais, como a baixa produção de lodo e um menor consumo de energia quando comparado ao tratamento aeróbio (FREITAS NETO, 2007). A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade do tratamento de efluente contendo corante sintético por meio do uso de reator fúngico operado em batelada seqüencial, e também da viabilidade do tratamento anaeróbio operado em batelada de desmonte, utilizando lodo

2 proveniente da ETE de uma indústria de cervejas, onde objetivou-se verificar inicialmente a necessidade de se ter o cossubstrato para alavancar o tratamento. 3 METODOLOGIA Reator Fúngico O procedimento de imobilização do fungo no material suporte ocorreu com a imobilização do mesmo em espuma de poliuretano cortadas em cubo de 1 cm de aresta. Primeiramente pesou-se aproximadamente 15 g de espumas, na qual foram divididas em três redes de polietileno e colocadas dentro do reator. O meio de crescimento consistia de 1g.L -1 de glicose e meio sintético ((NH 4 ) 2 SO 4 0,5 g.l-¹, NaNO 3 0,25 g.l-¹, KH 2 PO 4 0,20 g.l-¹, MgSO 4 0,25 g.l-¹, CaCl 2. 2H 2 O 0,01 g.l-¹, CuSO 4.7 H 2 O 0,08 g.l-¹, H 2 MoO 4 0,05 g.l-¹, MnSO 4. 5H 2 O 0,05 g.l-¹, Fe 2 (SO 4 ) 3 0,05 g.l-¹, ZnSO 4 0,04 g.l-¹). O reator passou cerca de 15 dias recebendo a alimentação adequada para que se obtivesse um melhor crescimento da biomassa dentro do reator sendo que o meio sintético era trocado a cada 72 horas. Após este período o reator passou a receber o poluente a ser tratado, que consistia de solução de Vishniac (1 ml.l -1 ) (g.l-¹): EDTA (10,0), ZnSO 4. 7H2O (4,4), MnCl 2. 4H2O (1,0), CoCl 2. 6H2O (0,32), (NH 4 )6Mo7O 24. 4H2O (0,22), CaCl 2. 2H2O (1,47), FeSO 4. 7H2O (1,0) e antibiótico MegacilinSuperPlus (0,1 g.l -1 ), 20 mg.l -1, e antibiótico MegacilinSuperPlus (0,1 g.l -1 ). Os reator fúngico foi operados por 8 ciclos, em regime de batelada escalonada, cada ciclo com tempo reacional (TR) de 48 h, de modo que, no início de cada ciclo, a água residuária sintética era renovada. No início de cada ciclo, o ph era ajustado em torno de 5, conferindo em uma melhor condição para o fungo. O volume amostral retirado em cada ciclo para a realização das análises foi apenas 10% do volume útil do reator por ciclo estudado, realizando-se determinações no afluente e efluente das variáveis: ph; matéria orgânica bruta e solúvel, com cossubstrato, em termos de DQO e concentração de corante. As variáveis foram obtidas utilizando os métodos descritos por APHA (2005), exceto corante, que ocorreu segundo método descrito por Rodrigues et al. (2011), com uso de espectrofotômetro UV VIS e leitura de absorbância a 610 nm (cor real). Reatores Anaeróbios Para a montagem dos reatores anaeróbios foram utilizados 14 reatores com volume útil de 250 ml, tampa rosqueável com septo de borracha para impedir a entrada de oxigênio no meio. Os reatores foram preenchidos com 150 ml de meio basal (O mesmo utilizado para o reator fúngico), bicarbonato de sódio (200 mg.l - ¹), corante sintético (20 mg.l - ¹) e lodo anaeróbio, sendo que em cada reator foi colocado 10% de lodo em relação ao volume reacional. O ph era ajustado na faixa de 7 7,4. Os 7 reatores receberam glicose na concentração de 0,5 g.l - ¹. O restante dos reatores não recebeu adição de glicose, afim de se verificar se a utilização da glicose tornaria o tratamento mais eficiente. Os reatores anaeróbios foram desmontados em pares, ou seja, foram retirados um reator com glicose e outro sem glicose, nas primeiras 12 horas, e em seguida com 24 horas, 2 dias, 3 dias, 4 dias, 5 dias e 7 dias. As análises realizadas nos reatores anaeróbios foram alcalinidade total, ácidos graxos voláteis (AGV), Sólidos Suspensos Voláteis, ph, e concentração de corante. AGV e alcalinidade foram obtidas por meio do método de Kapp (1984). O volume amostral retirado em cada ciclo para a realização das análises foi apenas 10% do volume útil do reator por ciclo estudado, realizando-se determinações no afluente e efluente das variáveis: ph; matéria orgânica bruta e solúvel, com cossubstrato, em termos de DQO e concentração de corante. As variáveis foram obtidas utilizando os métodos descritos por APHA

3 (2005), exceto corante, que ocorreu segundo método descrito por Rodrigues et al. (2011), com uso de espectrofotômetro UV VIS e leitura de absorbância a 610 nm (cor real). 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Reator Aeróbio As características da água residuária sintética afluente e efluente do reator são apresentadas nas Tabelas 1 e 2. Tabela 1: Características da água residuária sintética que foi utilizada na alimentação do reator aeróbio CONCENTRAÇÃO MÉDIA / DESVIO PADRÃO VARIÁVEL Aspergillus niger CORANTE 20,07 ± 0,10 DQO BRUTA 1259,78 ± 289,35 DQO SOLÚVEL 1118,00 ± 414,45 Ph 5,04 ± 0,05 Tabela 2: Características da água residuária que saía do reator aeróbio em 48horas CONCENTRAÇÃO MÉDIA / DESVIO PADRÃO VARIÁVEL Aspergillus niger CORANTE 13,13 ± 3,16 DQO BRUTA 700,64 ± 393,35 DQO SOLÚVEL 473,75 ± 321,95 ph 5,04 ± 1,88 Durante a operação do reator contendo inóculo do fungo Aspergillus niger, as análises de remoção de corante apresentaram remoção média de 34,5 %, com máxima de 70 %, no ciclo 1 e mínima de 21 % no ciclo 8. A concentração média na entrada foi de 20 mg.l-¹ -1, como observado na Tabela 1, enquanto que na saída a concentração média foi de 14 mg.l-¹ -1, com máxima de 15,9 mg.l-¹ -1 no ciclo 8 e mínima de 6 mg.l -1, no ciclo 1. Para a matéria orgânica em termos de DQO Bruta e Solúvel, o reator em batelada escalonada apresentou remoção superior àquelas observadas para corante. A DQO Bruta foi removida com percentual superior a 40%, em todos os ciclos, com exceção do ciclo 6, onde não houve remoção. A remoção média foi 46%, tendo o ciclo 2 apresentado remoção de 75%, sendo a máxima remoção observada para DQO Bruta. Para a DQO Solúvel, a remoção média foi de 57% com máxima de 75%, no ciclo 1, e mínima de 20%, no ciclo 6. Na saída do reator, os valores de ph se mantiveram na faixa ácida (Figura 5), com exceção do ciclo 8, cujo valor foi de 7,42. O menor valor de ph observado ocorreu no ciclo 5, com valor de 2,72. A média da saída foi de 5,04. Batelada Anaeróbia Tabela 1: Resultados obtidas nos reatores com glicose VARIÁVEL CARACTERIZAÇÃO 12 H DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 7

4 ph 7,04 7,24 7,55 7,29 7,79 7,17 7,35 7,57 CORANTE (mg.l-¹) 20,02 18,45 12,84 10,48 9,81 9,76 9,31 5,46 AT (mg CaCO³/L) AGV (mg Hac/mL) 9,1 50,7 55,9 50,4 107,4 39,3 65,4 70,6 SST (mg.l-¹) SSF (mg.l-¹) SSV (mg.l-¹) Tabela 2: Resultados obtidas nos reatores sem glicose VARIÁVEL CARACTERIZAÇÃO 12 H DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 7 ph 7,00 7,10 7,60 7,68 7,55 7,69 7,43 8,01 CORANTE (mg.l-¹) 20,02 15,94 13,44 9,43 5,63 2,46 2,00 1,50 AT (mg CaCO³/L) AGV (mg Hac/mL) 9,01 55,81 71,73 50,70 24,40 40,21 50,36 76,62 SST (mg.l-¹) SSF (mg.l-¹) SSV (mg.l-¹) Os reatores sem glicose apresentaram remoção de corante superior aos reatores com glicose, 92% e 72% respectivamente. O ph em ambas as configurações não apresentou grandes variações, se mantendo entre 7 8. O AGV após 12 h da adição do lodo apresentou um aumento, com algumas variações nos dias 3 e 4, comprovando a atividade bacteriana dentro dos reatores através da liberação de ácidos orgânicos. A alcalinidade se manteve estável nos reatores sem glicose, enquanto que os reatores com glicose apresentaram um aumento dos dias 3 ao 7. Os reatores anaeróbios apresentaram uma maior remoção de corante quando comparados ao reator aeróbio, porém não é possível realizar uma comparação direta entre as duas condições, devido aos micro-organismos utilizados, ao tempo reacional e aos parâmetros analisados. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS No presente estudo, o reator fúngico apresentou baixa eficiência de remoção de corante, sendo os valores de remoção de DQO superiores, mostrando que o fungo consumiu o cossubstrato, na concentração utilizada, em detrimento do poluente principal. Os reatores anaeróbios apresentaram boa remoção de corante, sendo que os reatores sem glicose apresentaram maior remoção e uma melhor estabilidade nos parâmetros de Alcalinidade e AGV. Isso se torna vantajoso, uma vez que a não utilização de um cossubstrato torna o tratamento menos oneroso, logo se faz necessário uma continuidade na pesquisa para verificação e confirmação desta condição em uma maior escala. 5. REFERÊNCIAS ALMEIDA, D.G; SILVA, M.G.C; MENDONÇA, R.C; MACIEL, C.C.S; GUSMÃO, N.B. Descoloração do corante Índigo Carmim e produção de Lacase por fungos filamentosos. Scientia Plena; Vol. 8, nº 5, APHA. Standard Methods for examination of Water and Wastewater American WalterWork Association, Walter Enviroment Federation, 20 edição, 2005.

5 CAVALCANTI, P.F.; HAANDEL, A. V. Comparação entre os métodos titrimétricos Kapp e DiLlalo para de determinação da alcalinidade e AGV. Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios: aspectos P858 metodológicos / Carlos Augusto de Lemos Chernicharo (coordenador), Belo Horizonte: [s.n.], p.: il., graf., tab. Projeto PROSAB. DULLIUS, C. H. Utilização de fungos para biodegradação de corantes têxteis sintéticos. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós- Graduação em desenvolvimento Regional, Universidade Santa Cruz do Sul, Santa Cruz do Sul, ERDUNLU, N. Reuse of effluent water obtained in different textile finishing processes. AutexResearchJournal. Vol. 12, Issue1, Pages 23 28, março FREITAS NETO, M.A. Tratamento Biológico do líquido da casca do coco verde. Tese Trabalho de Conclusão de Curso, pós-graduação em Saneamento Ambiental, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, KUNZ, A; PERALTA-ZAMORA, P; MORAES, S.G; DURÁN, N. Novas Tendências no Tratamento de Efluentes Têxteis. Química Nova. vol. 25, n.1, pág 78-72, RIBEIRO, J.P; ALEXANDRE, J.E.C; NETO, E.F.A; PARENTE, T.C; SILVA, G.R; SILVA, J.C; NASCIMENTO, R.F. Uso do processo de Eletrocoagulação/Flotação no Tratamento de Efluente de Pós-Tingimento de uma Indústria de Redes. In: XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química. Florianópolis, 2014.