Publicação: Tratamento biológico de efluente contendo óleo diesel e gasolina
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Coorientador
Ribeiro, Eloizio Julio
Resumo
As indústrias petrolíferas lidam diariamente com problemas referentes à contaminação
por derivados de petróleo. Com uma elaborada logística de distribuição de combustíveis
líquidos para o mercado consumidor, as indústrias petrolíferas lidam com problemas
relacionados ao carregamento dos caminhões, nesta etapa eventualmente podem ocorrer
derrames dos combustíveis, que acarreta na geração de resíduos (efluentes). O efluente
gerado nestes locais geralmente apresenta uma elevada carga orgânica, pelo fato de apresentarem
hidrocarbonetos constituintes da gasolina e do óleo diesel, promovendo contaminação
dos sistemas (água e/ou solo). Uma das alternativas de tratamento desse efluente é
a utilização de culturas mistas, pois estes micro-organismos são capazes de proporcionar
a eliminação ou diminuição significativa da carga poluidora que possa estar presente em
solo ou em meio líquido. Entretanto, a utilização de cultura mista no processo, apresenta
dificuldades na formação de flocos, comprometendo a sua sedimentabilidade. Como
uma alternativa a este problema, esta pesquisa estudou a utilização de cloreto férrico em
combinação com um polieletrólito aniônico e de coagulantes naturais (Moringa oleifera
e quitosana), na sedimentação dessa cultura na biodegradação de hidrocarbonetos presentes
em efluente contaminado por óleo diesel e gasolina, assim como, a biodegradação
de efluente contaminado com hidrocarbonetos em processo contínuo. Foram realizados 4
planejamentos compostos centrais (PCC), tendo como variáveis do primeiro PCC, concentração
de cloreto férrico e concentração de polieletrólito, o segundo variou a concentração
de Moringa oleifera, temperatura e o tempo de secagem das sementes. O terceiro variou
a concentração de Moringa oleifera e de polieletrólito e, o quarto, variou a concentração
de quitosana e a concentração do ácido clorídrico. As respostas monitoradas foram índice
volumétrico de lodo (IVL), remoção de turbidez (RT) e taxa especifica de consumo de
oxigênio (SOUR). Foram realizados reatores batelada sequenciais (RBS) para verificar a
biodegradação com as melhores condições obtidas em cada um dos PCCs. Os resultados
indicaram que o melhor coagulante foi a quitosana na concentração de 50 mg/L solubilizada
em HCl 0,25N. Verificou-se que após 5 ciclos no RBS, utilizando quitosana como
coagulante, os resultados indicaram que a remoção de carbono orgânico total (TOC) aumentou
de 77% para 82%, enquanto os sólidos suspensos voláteis (SSV) aumentou de 1,4
g/L para 2,25 g/L, a remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) aumentou de
75% para 81% e não foi verificado redução na quantidade de células vivas, como ocorreu
com a Moringa oleifera, mostrando que a quitosana foi um coagulante eficiente. Com a concentração otimizada de quitosana (50 mg/L) solubilizada em HCl 0,25 mol/L foi realizado
os experimentos em processo contínuo, foram monitorados o tempo de residência
de 2, 3 e 4 dias em regimes com e sem aeração. Os melhores resultados obtidos foram
no tempo de residência de 4 dias com aeração, apresentando remoções de turbidez de
95%, remoções de TPH de 75% no reator e de 94% no clarificado e um SSV no reator em
30 dias de operação de 1,8 g/L. Estes resultados foram interessantes, pois torna o processo
de tratamento de efluente contaminado com hidrocarbonetos aplicável, sustentável
e ambientalmente correto.
Abstract
The oil industry deal daily with issues related to contamination by petroleum products.
With an elaborate logistics distribution of liquid fuels to the consumer market, the oil
companies deal with problems related to truck loading, this step can occur any spills of fuels,
which results in the generation of waste(effluent). The effluent generated at these sites
generally has a high organic load, because they had hydrocarbon constituents of gasoline
and diesel oil, promoting contamination of the systems (water and or soil). An alternative
treatment of this effluent is the use of mixed cultures, since these microorganisms are capable
of providing the elimination or significant reduction of the pollution load which may
be present in soil or in a liquid medium. However, the use of mixed cultures in the process
presents difficulties in forming flakes, compromising its settleability. As an alternative to
this problem, this study investigated the use of ferric chloride in combination with an anionic
polyelectrolyte and coagulant natural (Moringa oleifera and chitosan) in the settling
of a mixed culture, which was used for the biodegradation of hydrocarbons present in
effluent contaminated with diesel oil and gasoline, as well as the biodegradation of hydrocarbon
contaminated effluent in a continuous process. Biodegradation was evaluated in
four centrals composites designs (CCD), having as variables the first CCD: ferric chloride
and polyelectrolyte concentrations, the second ranged concentration of Moringa oleifera,
temperature and the drying time of seed. The third Moringa oleifera and polyelectrolyte
concentrations and the fourth, varying the chitosan and hydrochloric acid concentrations.
The responses monitored in CCD experiments included the sludge volume index (SVI),
turbidity, and specific rate of oxygen uptake (SOUR). Subsequently, biodegradation was
monitored in a sequencing batch reactor (SBR) to determine the biodegradability under
the best conditions obtained in each of the CCDs. The results indicated that the better
coagulant was chitosan in concentration of 50 mg/L solubilized in HCl 0.25 N. The
results indicated that within five cycles, total organic carbon (TOC) removal increased
from 77% to 82%, while the volatile suspended solids (VSS) increased from 1.4 to 2.25
g/L, total petroleum hydrocarbon (TPH) removal increased from 75% to 81% and has
not been verified reduction in the amount of living cells, as occurred with the Moringa
oleifera, showing that chitosan was an effective coagulant. With the optimized chitosan
concentration (50 mg/L) solubilized in 0.25 mol/L of HCl, was conducted experiments
on continuous process were monitored residence time of 2, 3 and 4 days in schemes with
and without aeration. The best results were obtained at residence time of 4 days with aeration, with turbidity removal of 95% and TPH removal 75% in the reactor and 94%
in the clarified and SSV in the reactor within 30 days of operation was 1.8 g/L. These
results were interesting because it makes the process of treating wastewater contaminated
with hydrocarbons applicable, sustainable and environmentally friendly.
Palavras-chave
Biodegradação, Moringa oleifera, Quitosana, Reator contínuo, Biodegration, Moringa oleifera, Quitosana, Contínuos reactor, Hidrocarbonetos - Biodegradação, Petróleo - Biodegradação
Citação
VIEIRA, Rafael Bruno. Tratamento biológico de efluente contendo óleo diesel e gasolina. 2012. 176 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.91