Degradação biológica de surfactante em reator anaeróbio

Abstract

Wastewater containing high concentration of organic matter and toxic compounds contributes to the global problem of pollution. Therefore, the reduction or extinction of the toxic potential of these waters, in view of the possibility of environmental and human health impacts, has become essential. Surfactants are widely used in household and industrial cleaning products and, consequently, are present in wastewater treatment plants - where they are partially degraded aerobically and partially adsorbed in the sludge, which will be disposed of in the soil or in landfills. In this perspective, the main objective of this monography was to evaluate the degradation of LAS - Linear Alkylbenzene Sulphonate (the most used anionic surfactant worldwide in the formulation of detergents and one of the contaminants present in wastewater) in an anaerobic biological reactor, operated in sequential batches. After the adaptation of anaerobic biomass, from an UASB reactor that treated poultry manure, a synthetic substrate simulating sanitary sewage was fed into the reactor with concentrations of 0 (Phase 1), 10 (Phase 2), 15 (Phase 3) and 20 mg/L (Phase 4) of LAS. During the entire operation period several parameters were monitored for the affluent and its respective effluent: temperature, pH, COD, Alkalinity, Volatile Acids and LAS (after the addition of surfactant). Then, the removal efficiencies of both organic matter and LAS were calculated, according to the reactor's operational conditions. In addition, at the end of each phase of operation, time profiles of each of these parameters were performed on samples collected at certain intervals during a batch cycle. From the results obtained during the period comprised by the 4 phases of operation, the greatest efficiency in removing COD and LAS was 92.39 ± 7.35% (Phase 1) and 79.75 ± 3.42% (Phase 4), respectively. In view of the results, it was found that the higher the concentration of added LAS the greater percentage of removal and, on the other hand, the lower removal of COD - possibly due to the inhibitory effect caused by the surfactant.

Águas residuárias contendo elevada concentração de matéria orgânica e de compostos tóxicos contribuem para o problema global de poluição. Desta forma, a redução ou a extinção do potencial tóxico dessas águas, tendo em vista os possíveis impactos ambientais e à saúde humana, tornou-se essencial. Surfactantes são amplamente utilizados em produtos de limpeza doméstica e industrial e, consequentemente, estão presentes em estações de tratamento de água residuárias – onde são parcialmente degradados aerobiamente e parcialmente adsorvidos no lodo, que será disposto no solo ou em aterros sanitários. Deste modo, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação do Linear Alquilbenzeno Sulfonado (LAS) – o surfactante aniônico mais utilizado mundialmente na formulação de detergentes e um dos contaminantes presentes em águas residuárias – em reator biológico anaeróbio, operado em bateladas sequenciais. Após a adaptação da biomassa anaeróbia, proveniente de reator UASB que tratava dejetos de avicultura, substrato sintético simulando esgoto sanitário foi alimentado ao reator com concentrações de 0 (fase 1), 10 (fase 2), 15 (fase 3) e 20 mg/L (fase 4) de LAS. Durante todo o período de operação, foi realizado o monitoramento de temperatura, pH, DQO, Alcalinidade, Ácidos Voláteis e de LAS (após a adição de surfactante) do afluente e do seu respectivo efluente. Foi possível, pois, calcular as eficiências de remoção tanto de matéria orgânica quanto de LAS de acordo com as condições operacionais do reator. Ademais, ao final de cada fase de operação, foram realizados perfis temporais de cada um destes parâmetros em amostras coletadas em determinados intervalos de tempo durante um ciclo de batelada. A partir dos resultados obtidos durante o período compreendido pelas 4 fases de operação, a maior eficiência de remoção de DQO e de LAS foi de 92,39 ± 7,35 % (fase 1) e de 79,75 ± 3,42 % (fase 4), respectivamente. Portanto, constatou-se que quanto maior a concentração de LAS adicionada, maior a sua porcentagem de remoção e, por outro lado, menor a remoção de DQO – possivelmente devido ao efeito inibitório causado pelo surfactante.