Modelagem e otimização de processos anaeróbios para remoção do antibiótico sulfametazina de águas residuárias

• Processo: 16/15003-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Marcelo Zaiat
• Beneficiário: Rafael Frederico Fonseca
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia, AP.TEM
• Assunto(s): Águas residuárias Reatores anaeróbios Antibióticos Tratamento biológico anaeróbio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: águas residuárias | Antibióticos | Modelagem de processos | Otimização de Processos | Reatores Anaeróbios | Tratamento anaeróbio | Modelagem e Otimização de Processos

Resumo

Os antibióticos são a família de drogas mais bem-sucedidas para fins da melhoria das condições de saúde humana. Essas drogas também apresentam amplo uso veterinário, seja para tratamento de doenças, seja como aditivo alimentar visando maior crescimento. Com o aumento tanto da população humana, quanto da animal, o consumo de tais substâncias tem aumentado significativamente ao longo dos anos, sendo que parte significativa dessas são excretadas na sua forma original. No meio ambiente, a presença dessas drogas em escalas subterápicas pode gerar mudanças genéticas na microbiota, que se tornaria imune a essas substâncias, prejudicando futuramente o tratamento de doenças. Por esse motivo, faz-se necessário estudar e otimizar processos de tratamento de águas residuárias contendo antibióticos. Nesse trabalho, serão desenvolvidos modelos matemáticos capazes de representar a digestão anaeróbia da sulfametazina, aplicada como aditivo na alimentação de suínos. Esse processo de degradação será modelado em dois conceitos distintos de reatores: de fluxo ascendente com manta de lodo e de fluxo horizontal com leito fixo. Após desenvolvimento do modelo, serão simuladas mudanças construtivas propostas por métodos de otimização a fim de se maximizar tanto o fluxo de águas tratadas, quanto a remoção do componente em questão. Por fim, será elaborado um programa com interface gráfica para que diferentes usuários possam simular os efeitos de mudanças geométricas, de alimentação dos reatores e de possíveis falhas nos sistemas, para analisar os efeitos dessas variáveis na eficiência do processo.

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)

FONSECA, RAFAEL FREDERICO; DE OLIVEIRA, GUILHERME HENRIQUE DUARTE; ZAIAT, MARCELO. Modeling anaerobic digestion metabolic pathways for antibiotic-contaminated wastewater treatment. BIODEGRADATION, v. 31, n. 4-6, p. 341-368, DEC 2020. (12/18942-0, 16/15003-3, 15/06246-7)

FONSECA, RAFAEL FREDERICO; ZAIAT, MARCELO. Development of a low-cost electrochemical sensor for monitoring components in wastewater treatment processes. ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY, v. N/A, p. 14-pg., 2022-05-18. (16/15003-3)

FONSECA, RAFAEL FREDERICO; DUARTE DE OLIVEIRA, GUILHERME HENRIQUE; ZAIAT, MARCELO. Development of a mathematical model for the anaerobic digestion of antibiotic-contaminated wastewater. CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN, v. 134, p. 319-335, JUN 2018. (12/18942-0, 16/15003-3, 15/06246-7)