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Ampliação de escala de reator de leito fluidificado para tratamento de água residuária de lavanderia comercial combinada com esgoto sanitário: otimização das condições operacionais

Processo: 15/02640-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 30 de novembro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Maria Bernadete Amâncio Varesche
Beneficiário:Thaís Zaninetti Macedo Carmelo
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil

Resumo

O LAS (Alquilbenzeno linear sulfonado) é o surfactante mais utilizado no mundo e faz parte da composição de água residuária de lavanderia comercial e esgoto sanitário. Sua presença no ambiente ocasiona prejuízos para a saúde pública e ambiental. Dentre as configurações reacionais aplicadas para a remoção e degradação do LAS tem-se obtido resultados satisfatórios com aplicação do reator de leito fluidificado. Todavia, até o momento, a maioria dos estudos foi realizada em escala de bancada (volume próximo de 1L) para água de lavanderia comercial diluída em água de abastecimento. Por meio da realização desta pesquisa, pretende-se ampliar os horizontes com a finalidade de avaliar o aumento de escala dessa configuração reacional. Ademais, pretende-se tratar a água residuária de lavanderia comercial combinada com esgoto sanitário, com a finalidade de avaliar composição real daquilo que geralmente é lançado no ambiente. Desse modo, poderá, ainda, verificar-se a viabilidade operacional da remoção de tal surfactante em estações de tratamento de esgoto sanitário. Com vistas a um embasamento sólido na ampliação de escala do reator de leito fluidificado, pretende-se determinar os parâmetros cinéticos de degradação do surfactante aniônico. Da mesma forma, objetiva-se avaliar a influência da presença de etanol como co-substrato metabólico na cinética de degradação do LAS. O reator de leito fluidificado em escala aumentada será operado em 4 fases de operação diferenciadas pelo TDH: 18h, 14h, 12h e 8h para concentração de LAS (diluição da água de lavanderia comercial em esgoto sanitário) estabelecida de acordo com os resultados do ensaio cinético. Para o TDH aplicado em que ocorra maior eficiência de remoção do LAS, serão testadas mais 2 velocidades de expansão/fluidificação (vf) do leito, sendo uma igual e uma inferior a velocidade mínima de fluidificação (vmf), além da estabelecida em todas as etapas (1,3vmf). Isto porque um dos maiores desafios no aumento de escala configura-se na dificuldade de manutenção de transferência de massa, e a velocidade ascensional influencia diretamente neste parâmetro. Via ensaio hidrodinâmico, pretende-se aferir o regime de escoamento e identificar anomalias de escoamento que possam prejudicar o processo para os diferentes TDHs (tempos de detenção hidráulica) aplicados, anteriormente a operação do reator, e para as velocidades de fluidificação aplicadas em TDH para o qual tenha ocorrido maior eficiência de remoção de LAS, após a operação. Caracterização físico-química da água residuária de lavanderia comercial e do esgoto sanitário será realizada previamente à sua utilização nos ensaios cinéticos e na alimentação do reator. Análises de monitoramento periódico do afluente e efluente do reator serão realizadas, tais como DQO, pH, alcalinidade, ácidos orgânicos voláteis, sólidos totais voláteis e LAS. Amostra da biomassa para as 3 velocidades de fluidificação/expansão será retirada para análise via sequenciamento massivo na condição de melhor TDH. Os ensaios cinéticos, bem como a inoculação do reator em escala aumentada serão feitos com biomassa proveniente de sistemas de lodos ativados. Trata-se de pesquisa inédita, uma vez que se pretende, ao final da sua realização, indicar essa configuração reacional em escala aumentada e com TDH (Tempo de Detenção Hidráulico) inferior àquele que vem sendo usado pelos pesquisadores do grupo do Laboratório de Processos Biológicos (LPB) da EESC-USP.

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Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GRANATTO, CAROLINE F.; GROSSELI, GUILHERME M.; SAKAMOTO, ISABEL K.; FADINI, PEDRO S.; VARESCHE, MARIA BERNADETE A. Influence of cosubstrate and hydraulic retention time on the removal of drugs and hygiene products in sanitary sewage in an anaerobic Expanded Granular Sludge Bed reactor. Journal of Environmental Management, v. 299, DEC 1 2021. Citações Web of Science: 0.
GRANATTO, CAROLINE F.; GROSSELI, GUILHERME M.; SAKAMOTO, ISABEL K.; FADINI, PEDRO S.; VARESCHE, MARIA BERNADETE A. Influence of metabolic cosubstrates on methanogenic potential and degradation of triclosan and propranolol in sanitary sewage. Environmental Research, v. 199, AUG 2021. Citações Web of Science: 0.
MACEDO, THAIS ZANINETTI; DORNELLES, HENRIQUE DE SOUZA; DO VALLE MARQUES, ANA LUIZA; PALLADINODELFORNO, TIAGO; CENTURION, VITOR BONIN; DE OLIVEIRA, VALERIA MAIA; SILVA, EDSON LUIZ; AMANCIO VARESCHE, MARIA BERNADETE. The influence of upflow velocity and hydraulic retention time changes on taxonomic and functional characterization in Fluidized Bed Reactor treating commercial laundry wastewater in co-digestion with domestic sewage. BIODEGRADATION, v. 31, n. 1-2 APR 2020. Citações Web of Science: 0.
MACEDO, THAIS ZANINETTI; SILVA, EDSON LUIZ; SAKAMOTO, ISABEL KIMIKO; ZAIAT, MARCELO; VARESCHE, MARIA BERNADETE A. Influence of linear alkylbenzene sulfonate and ethanol on the degradation kinetics of domestic sewage in co-digestion with commercial laundry wastewater. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 42, n. 9, p. 1547-1558, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
GRANATTO, C. F.; MACEDO, T. Z.; GEROSA, L. E.; SAKAMOTO, I. K.; SILVA, E. L.; VARESCHE, M. B. A. Scale-up evaluation of anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulfonate from sanitary sewage in expanded granular sludge bed reactor. INTERNATIONAL BIODETERIORATION & BIODEGRADATION, v. 138, p. 23-32, MAR 2019. Citações Web of Science: 1.
MACEDO, T. Z.; DELFORNO, T. P.; BRAGA, J. K.; OKADA, D. Y.; SILVA, E. L.; VARESCHE, M. B. A. Robustness and Microbial Diversity of a Fluidized Bed Reactor Employed for the Removal and Degradation of an Anionic Surfactant from Laundry Wastewater. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING, v. 143, n. 9 SEP 2017. Citações Web of Science: 3.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

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