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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31898| Título: | Tratamento de efluente kraft por bioaumentação com bactéria autoctone imobilizada em meio suporte esponjoso |
| Título(s) alternativo(s): | Treatment of kraft effluent by bioaugmentation with autochtone bacterium immobilized on spongy support |
| Autor(es): | Coelho, Bruna Durat |
| Orientador(es): | Xavier, Claudia Regina |
| Palavras-chave: | Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico Industria de celulose - Efeito da poluição da água Papel - Indústria Resíduos industriais - Aspectos ambientais Ciências ambientais Tecnologia ambiental Lagoas de estabilização Bactéria Sewage - Purification - Biological treatment Cellulose industry - Effect of water pollution on Paper industry Factory and trade waste - Environmental aspects Environmental sciences Green technology Sewage Lagoons Bacteria |
| Data do documento: | 24-Abr-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | COELHO, Bruna Durat. Tratamento de efluente kraft por bioaumentação com bactéria autoctone imobilizada em meio suporte esponjoso. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | O Brasil é considerado referência mundial na produção de papel, setor que contribui com estimados 46,5% do produto interno bruto nacional. Extensiva produção, que acarreta no uso exaustivo de água, matérias-primas, energia e produtos químicos, consequentemente originando efluentes historicamente apontados como poluídos, devido a presença de elevadas concentrações de matéria orgânica e compostos recalcitrantes que induzem cor e ecotoxicidade ao mesmo, o configurando como preocupante ameaça à saúde e ao ambiente. Estratégias para o tratamento de águas residuárias da indústria papeleira tem sido estudadas, como a bioaumentação com bactérias, devido potencial metabolismo adaptado destas as condições adversas do ambiente. Quando utilizadas em conjunto a técnicas de imobilização, proporcionam que o inóculo da bactéria nativa, denominada de autóctone, se desenvolva sob a forma de biofilmes na superfície de um meio suporte que proporciona maiores superfícies para adesão e crescimento da população bacteriana. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento de efluente de celulose kraft por bioaumentação com bactéria autóctone Advenella kashmirensis. Foi realizado o tratamento de efluente de indústria de celulose kraft por lagoas aerada em escala de bancada. A pesquisa foi dividida em fase I, em que se investigou o tratamento do efluente a partir da adição de unidades de meio suporte do tipo aquaporousgel (APG) sem a presença da bactéria imobilizada. A fase II, na que se avaliou o desempenho do biofilme da bactéria autóctone imobilizada em meio suporte APG. A fase III, onde foi avaliado o potencial de tratamento da A. kashmirensis sob a forma de vida planctônica adicionada diretamente ao efluente da lagoa. O desempenho do inóculo e do meio APG foram avaliados pelos parâmetros remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (COT), cor, compostos fenólicos totais (CFT), compostos ligninicos (CL) e área espectral. Os tratamentos realizados na presença do meio suporte livre (fase I) ou contendo bactérias imobilizadas nesses (fase II), foram eficientes no tratamento dos parâmetros físico-químicos analisados. Destacando ainda que a presença da bactérias imobilizadas teve uma remoção superior para os CFT e os CL, também observadas pela análise da área espectral, com remoção de aproximadamente 30% de compostos absorvedores no UV-Vis contidos no efluente. A fase II e III em que havia o inóculo da bactéria, apresentou potencial de remoção de compostos recalcitrantes, chegando a remover 8% da cor do efluente. Associado a estes resultados, foram observadas as micrografias eletrônicas das esponjas APG utilizadas no ensaio de imobilização e daquelas adicionadas a lagoa nas fase I e II da pesquisa. As imagens possibilitaram a investigação do crescimento de biofilme, sendo constatado a adesão à matriz interior do APG. Assim, foi possível imobilizar a bactéria autóctone A. kashimirensis no meio suporte esponjoso e este produto foi eficaz no tratamento de efluente de celulose kraft, atingindo remoções de contaminantes superiores aqueles na ausência da bactéria. |
| Abstract: | Brazil is considered a world reference in paper production, a sector that contributes with estimates of 46.5% of the national gross domestic product. Extensive production, which entails the exhaustive use of water, raw materials, energy and chemicals, consequently originating effluents historically identified as polluted, due to the presence of high concentrations of organic matter and recalcitrant compounds that induce color and ecotoxicity to it, configuring it as a concern for health and the environment. Strategies for the treatment of wastewater from the paper industry have been studied, such as bioaugmentation with bacteria, due to the potential metabolism adapted to these adverse environmental conditions. When used in conjunction with immobilization techniques, providing that the inoculum of native bacteria, called autochthonous, develops in the form of biofilms on the surface of a support medium that provides greater surfaces for adhesion and growth of the bacterial population. Thus, the objective of this work was to evaluate the treatment of kraft pulp effluent by bioaugmentation with the autochthonous bacteria Advenella kashmirensis. The treatment of effluent from the kraft pulp industry was carried out using aerated lagoons on a bench scale. The research was divided into phase I, in which the treatment of the effluent was investigated from the addition of support medium units of the aquaporousgel (APG) type without the presence of immobilized bacteria. Phase II, in which the performance of the biofilm of the autochthonous bacteria immobilized on the APG support medium is evaluated. Phase III, where the treatment potential of A. kashmirensis was evaluated in the form of planktonic life applied directly to the effluent of the lagoon. The performance of the inoculum and the APG medium was evaluated by the parameters removal of biochemical oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), color, total phenolic compounds (CFT), ligninic compounds (CL) and spectral area. The treatments carried out in the presence of the free support medium (phase I) or containing the immobilized preparations (phase II), were efficient in the treatment of the physical-chemical parameters analyzed. Also highlighting that the presence of immobilized bacteria had a higher removal for CFT and CL, also observed by the analysis of the spectral area, with removal of approximately 30% of UV-Vis absorbing compounds contained in the effluent. Phases II and III, in which the bacteria were inoculum, showed the potential to remove recalcitrant compounds, removing 8% of the effluent color. Associated with these results, electronic micrographs of the APG sponges used in the immobilization test and others added to the pond in phase I and II of the research were observed. The images made it possible to investigate the growth of the biofilm, confirming adherence to the interior matrix of the APG. Thus, it was possible to immobilize the autochthonous bacteria A. kashimirensis in the spongy support medium and this product was effective in the treatment of kraft cellulose effluent, achieving higher contaminant removals than those in the absence of the bacteria. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31898 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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