Processo de degradação do corante RR141 através da formação de biofilme em suporte nutricional

Abstract

Um dos desafios da indústria têxtil é a remoção de corantes dos efluentes, considerando que muitos são recalcitrantes ao tratamento biológico. A biodegradação de corantes por lodo ativado possui algumas limitações, incluindo a complexidade da cadeia do corante. O biofilme, formado pelo aglomerado de células que crescem e se desenvolvem sobre um suporte, possui uma estrutura de células que faz com que a biodegradação seja potencializada, pois na sua espessura é criado um ambiente com gradiente de oxigênio possibilitando simultaneamente os metabolismos anaeróbio e aeróbio dos microrganismos, bem como a adsorção do componente a ser degradado e tornando-o disponível para a ação bacteriana. Neste trabalho estudou-se a biodegradação do corante, tipo RR141, por biofilme formado em suporte nutricional. O material utilizado para suporte do biofilme foi o adsorvente obtido da pirólise do lodo ativado biológico excedente do tratamento de efluentes da indústria têxtil, utilizando assim um subproduto da própria indústria visando uma otimização econômica para o suporte. Os nutrientes selecionados para a impregnação, e consequente formação do suporte nutricional, foram baseados na presença em meios de cultura basais para o desenvolvimento de microrganismos, sendo os que aparecem em maior concentração sendo eles o nitrogênio, fósforo e potássio. O objetivo da impregnação com nutrientes é obter uma superfície onde os microrganismos, provenientes de lodo ativado, possuam maior afinidade, facilitando assim a adesão e formação do biofilme. Primeiramente foram testados nutrientes de baixa complexidade como cloreto de amônio e nitrato de sódio, para nitrogênio e para fósforo e potássio utilizou-se os compostos KH2PO4 e K2HPO4. Através do planejamento fatorial, pode-se concluir que o fator mais significativo foi o nutriente nitrogênio. O suporte, sem ativação ácida, impregnado com cloreto de amônio e fosfato dipotássio apresentou a melhor biodegradação do corante, com percentual de remoção de 62,54%. A partir do conhecimento da significância do nutriente nitrogênio, estudou-se também compostos mais complexos, além do cloreto de amônio, como Ureia e Peptona. Para este caso, a ureia apresentou o biofilme com melhor desempenho de biodegradação (78,8%), pouca diferença quanto ao resultado da peptona (70%); considerando que a peptona é um nutriente complexo e com custo elevado, recomenda-se a ureia como o melhor resultado.<br>

Abstract : The textile effluent is a challenge for the industries employing the dyeing as finishing process of fabrics. The dyes added, the great majority of synthetic origin, remain in the dye bath and the effluent must be treated to remove these compounds before the final destination. Many studies have been developed to minimize the impacts of this pollutant in the environment, and produce more efficient processes. The biodegradation of dyes by activated sludge has some limitations including the complexity of the dye chain. The biofilm formed by a cluster of cells which grow and develop on a support, has a cell structure that promotes the biodegradation since in the thickness it is created an atmosphere with an oxygen gradient enabling the aerobic and anaerobic metabolism of microorganisms, as well as the component adsorbing to be degraded making it available. The aim of this work is to study the biodegradation of the dye RR141 type, using the biofilm formed in nutritional support. The material used for support of biofilm was obtained from the pyrolysis of the activated coal obtained from sludge of biological treatment of textile effluents. The pre-impregnated support with nutrient compounds that supplies nitrogen, potassium and phosphorus, makes the microorganisms present in activated sludge are attracted to the surface and form a biofilm denser and more power degradation. First they were tested with low complexity nutrients such as ammonium chloride and Sodium Nitrate to Nitrogen and to phosphorus and potassium it was used KH2PO4 and K2HPO4 compounds. Through factorial planning, it can be concluded that the most significant factor was the nitrogen nutrient. The support, without acid activation, impregnated with ammonium chloride and dipotassium phosphate showed the best biodegradation of the dye, with 62.54% removal percentage. From the knowledge of the nitrogen nutrient significance, more complex compounds besides ammonium chloride, such as Urea and Peptone, were also studied. In this case, urea had the best biodegradation performance (78.8%), with little difference in the peptone result (70%), considering that peptone is a complex nutrient and with high cost, it is recommended to Urea as the best result.