Publicação: Aplicação de biossurfactante na remoção de escuma em reatores UASB: uma abordagem sustentável
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Resumo
O Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) utilizado no Departamento Municipal de
Água e Esgoto (DMAE) é um sistema de tratamento anaeróbico que opera com fluxo
ascendente por gravidade, no qual o efluente atravessa uma cama de lodo, promovendo
a decomposição da matéria orgânica por bactérias anaeróbicas. Entretanto, o acúmulo
de escuma nas laterais do reator prejudica a eficiência do processo. Este estudo teve
como objetivo produzir um BS a partir da levedura Rhodotorula mucilaginosa, e aplicá-
lo na biorremediação da escuma acumulada nos reatores UASB, promovendo uma
solução sustentável para essa problemática. Na análise do pré-inoculo o primeiro dia
apresentou valor de DO suficiente para o prosseguimento dos experimentos, garantindo
maior rapidez e sustentabilidade ao processo. O BS demonstrou colapso da gota e
espalhamento, confirmando suas propriedades surfactantes. O rendimento foi de 10,66
g/L. O BS produzido apresentou CMD de 60 g/L, como esperado, e CMC de 5g/L,
devido à baixa à eficiência em formar micela. O índice de emulsificação foi considerado
bom IE ≥50 evidenciando sua eficiência em estabilizar a emulsão. Os testes de
estabilidade indicaram que as condições de pH 6,6 e temperatura de 30 °C foram as
mais favoráveis. A escuma foi coletada diretamente do reator UASB e analisada quanto
à sua composição. Ao aplicar o BS na escuma, verificou-se que a melhor condição foi
observada no primeiro dia de análise, utilizando a condição C3 (meio + escuma + BS +
levedura). Ao realizar uma nova aplicação em condições otimizadas, as amostras
contendo BS (C4) e a combinação de BS com peróxido de hidrogênio (C5)
apresentaram uma redução significativa da TS, indicando que esses tratamentos foram
eficazes na degradação da escuma. Além disso, a recuperação eficiente da acetona
utilizada no processo fermentativo contribuiu para a sustentabilidade geral, reduzindo
custos e impactos ambientais. Embora os resultados obtidos até o momento sejam
promissores, especialmente em termos de eficiência e sustentabilidade, mais
experimentos e análises são necessários para confirmar a aplicabilidade do BS no
tratamento da escuma em reatores UASB.
Abstract
The Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) used by the Municipal
Department of Water and Sewage (DMAE) is an anaerobic treatment system that
operates with an upward gravity flow, where the effluent passes through a sludge
blanket, promoting the decomposition of organic matter by anaerobic bacteria.
However, foam accumulation on the reactor walls impairs process efficiency. This study
aimed to produce a biosurfactant (BS) from the yeast Rhodotorula mucilaginosa and
apply it for the bioremediation of foam accumulated in UASB reactors, providing a
sustainable solution to this problem. The inoculum analysis showed sufficient dissolved
oxygen (DO) on the first day to proceed with experiments, ensuring faster and more
sustainable processing. The BS demonstrated droplet collapse and spreading,
confirming its surfactant properties, with a yield of 10.66 g/L. The produced BS had a
critical micelle dilution (CMD) of 60 g/L and a critical micelle concentration (CMC) of
5 g/L, indicating low micelle-forming efficiency. The emulsification index (EI) was
considered good (≥50), showing efficiency in stabilizing emulsions. Stability tests
indicated that pH 6.6 and 30 °C were the most favorable conditions. Foam was collected
directly from the UASB reactor and analyzed for composition. Applying the BS to the
foam showed the best results on the first day under condition C3 (medium + foam + BS
+ yeast). In optimized conditions, samples containing BS (C4) and BS combined with
hydrogen peroxide (C5) significantly reduced total solids (TS), indicating effective
foam degradation. Additionally, efficient recovery of acetone used in fermentation
contributed to overall sustainability by reducing costs and environmental impacts.
Although the results are promising regarding efficiency and sustainability, further
experiments are needed to confirm the applicability of the BS in treating foam in UASB
reactors.
Palavras-chave
Biossurfactante, biorremediação, escuma, reatores UASB, Rhodotorula mucilaginosa, sustentabilidade, Biosurfactant, bioremediation, foam, UASB reactors, Rhodotorula mucilaginosa, sustainability
Citação
BRAGA, Jéssica Gonçalves. Aplicação de biossurfactante na remoção de escuma em reatores UASB: uma abordagem sustentável. 2025. 69 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.486.