Descoloração de corante azo por fermentação e mineralização em sistema de reatores anaeróbio-aeróbio

• Processo: 18/24269-2
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2019
• Vigência (Término): 31 de março de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Eugenio Foresti
• Beneficiário: Jean Maikon Santos Oliveira
• 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
• Bolsa(s) vinculada(s): 20/11860-4 - Dinâmica de populações microbianas e rotas metabólicas em sistema de digestão anaeróbia de duas fases para o tratamento de corante azo e sulfato, BE.EP.DR
• Assunto(s): Microbiologia aplicada Compostos azo Fermentação Mineralização Reatores anaeróbios Aminas Tratamento biológico aeróbio Espectrometria de massas

Resumo

O efluente líquido de indústrias têxteis, resultante do processamento das fibras, fios e tecidos, apresenta cor e concentração de sais elevados, demandando um tratamento especial antes de seu lançamento nos corpos hídricos. Este cenário é agravado diante da escassez hídrica presenciada em algumas regiões onde se encontram os principais polos têxteis do Brasil, como o agreste pernambucano. Os corantes da classe azo são os mais utilizados nos processos de tingimento e estão presentes nos resíduos do setor. Estes compostos e seus subprodutos são recalcitrantes e tóxicos à grande maioria dos microrganismos. Neste trabalho, propõe-se um sistema para a completa biodegradação do corante tetra-azo Direct Black 22 (DB22) e das aminas aromáticas geradas na etapa anaeróbia do processo de remoção de cor. A descoloração redutiva ocorrerá em reator anaeróbio de leito estruturado (ASTBR) acidogênico inoculado com biomassa especializada. Para a remoção de sulfato e de matéria orgânica, é previsto um reator anaeróbio de manta de iodo e fluxo ascendente (UASB) metanogênico-sulfetogênico em série, embora a redução parcial do sulfato possa ocorrer na unidade preliminar. A estratégia de separação de fases deve diminuir a exposição das arqueas metanogênicas aos efeitos tóxicos do corante, além da eventual redução da competição entre o sulfato e molécula de azo por equivalentes de redução. Ademais, será utilizado um reator de leito estruturado (STBR) sujeito à aeração contínua para a biodegradação dos subprodutos da etapa de descoloração. A caracterização da biomassa microbiana dos reatores será feita por sequenciamento metabarcoding do gene 16S rRNA, além de que a eventual seleção dos microrganismos durante as diferentes fases dos reatores será acompanhada por técnica de eletroforese em gel com gradiente desnaturante. A rota metabólica de degradação do composto azo será proposta com base no desenvolvimento de um método para detecção e identificação dos metabólitos por espectrometria de massas de alta resolução. (AU)