Estudo do desempenho e da comunidade microbiana de biorreatores tratando efluente anaeróbio contendo sulfeto
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
A proposta do estudo foi tratar o efluente do reator UASB em dois reatores, com intuito de promover a oxidação biológica do sulfeto dissolvido a enxofre elementar. Os reatores foram operados durante dezessete meses e as condições operacionais testadas foram três tempos de detenção hidráulica, 24h, 12h e 6h, respectivamente, e dois tipos de materiais suportes, anéis plásticos e biobob. Os resultados demonstraram maior eficiência de remoção de sulfeto nos dois reatores quando operados com TDH de 12h, cuja eficiência média foi de 90%. Além disso, os resultados mostraram que a formação de enxofre elementar, proveniente da oxidação do sulfeto, ocorreu nos dois reatores nas diferentes condições operacionais testadas e, especificamente no TDH de 24h, o reator contendo meio suporte apresentou maiores concentrações de enxofre no efluente, biofilme e lodo, quando comparado com o reator sem meio suporte e contendo biobob. No que se refere a presença de bactérias envolvidas na oxidação biológica de sulfeto nos dois reatores, as sulfobactérias púrpuras e verdes foram detectadas tanto pelo DGGE quanto pela técnica de pirosequenciamento-454 e os resultados de microscopia óptica apresentaram a predominância de colônias de sulfobactérias púrpuras similar a Chromatium sp. Os resultados de pirosequenciamento mostraram que o reator 1 (com anel plástico) operado nos TDH de 24 e 12h apresentou maior abundância relativa de bactérias sulfurosas quando comparado com o reator 2. Este reator por sua vez, na condição sem meio suporte e no TDH de 12h apresentou maior abundância de bactérias não-sulfurosas. Portanto, o meio suporte anel plástico propiciou maior desenvolvimento de bactérias sulfurosas, quando comparado com o reator sem meio suporte e com biobob. Além disso, a melhor condição operacional para promover a recuperação de enxofre elementar foi observada no R1 no TDH de 24h, com anéis plásticos como meio suporte. Este trabalho mostrou que a configuração dos reatores, similar a um decantador de um reator UASB, pode ser usada para promover a remoção de sulfeto dissolvido do efluente de reatores anaeróbios, tratando esgotos sanitários.
Abstract
The study proposal was treating UASB reactor effluent in two reactors, aiming to promote the biological oxidation of dissolved sulfide to elemental sulfur. The reactors were operated for seventeen months and the operating conditions were tested three hydraulic retention times, 24h, 12h and 6h, respectively, and two types of media materials, plastic rings and biobob. The results showed higher efficiency of sulfide removal in both reactors when operated with HRT of 12h, whose average efficiency was 90%. Moreover, the results showed that the formation of elemental sulfur from oxidation of sulfide occurred in two reactors operating at different conditions tested, and specifically in HRT of 24 hours, the reactor containing support media showed higher sulfur concentrations in effluent, biofilm and sludge as compared with the reactor containing biobob and without supporting material. As regards the presence of bacteria involved in the biological oxidation of sulphide in the two reactors, the purple and green sulfur bacteria were detected both by DGGE technique as by pyrosequencing-454 and the results from optical microscopy showed the predominance of similar purple colonies sulfur bacteria Chromatium sp. The pyrosequencing results showed that the reactor 1 (with plastic ring) operated at 24 and 12 hours HRT higher relative abundance of sulfur bacteria compared to reactor 2. This reactor in turn, provided without supporting material and the HRT of 12h showed the highest number of non-sulfur bacteria. Therefore, the plastic support ring provided further development of sulfur bacteria, when compared with the reactor without support and with biobob. Moreover, the best operating condition for promoting the recovery of elemental sulfur was observed in the HRT of R1 24h with plastic rings. This work showed that the configuration of the reactors, designed with a shape that resembles the settler compartment of an UASB reactor, can be used to promote the removal of dissolved sulfide effluent from anaerobic reactors treating sewage.
Assunto
Meio ambiente, Biorreatores, Águas residuais Microbiologia, Engenharia sanitária, Saneamento
Palavras-chave
Meio Ambiente e Recursos Hídricos, Saneamento