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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.

Publicações científicas
(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)
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.

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