Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15132
metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Redução de cromo hexavalente em filtro biológico de fluxo contínuo
metadata.dc.creator: Dalcin, Maurielem Guterres
metadata.dc.contributor.advisor1: Resende, Miriam Maria de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Cardoso, Vicelma Luiz
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Eloizio Julio
metadata.dc.contributor.referee2: Servulo, Eliana Flavia Camporese
metadata.dc.contributor.referee3: Vieira, Patrícia Angélica
metadata.dc.description.resumo: O cromo hexavalente (Cr (VI)) é um metal pesado, altamente tóxico e carcinogênico para seres vivos. É amplamente utilizado em indústrias de diferentes segmentos tais como: siderúrgicas, metalúrgicas, indústrias têxteis, curtumes, usinas nucleares, de galvanoplastia e tintas. Devido à sua ampla aplicação, o cromo hexavalente é encontrado em altas concentrações nos efluentes industriais e apresenta um sério risco à saúde de animais e plantas. Desta maneira, este trabalho teve por finalidade propor uma alternativa economicamente viável para o tratamento de efluente contaminado por cromo hexavalente, já que os tratamentos mais empregados (físicos e químicos) apresentam altos custos e geram subprodutos em elevada quantidade. O objetivo foi realizar a redução do cromo hexavalente para a sua forma trivalente utilizando microrganismos capazes de reduzir este composto. Os microrganismos empregados no presente estudo foram provenientes de uma cultura mista (C1), que foi inicialmente adaptada ao meio contendo levedura residual cervejeira como principal fonte de carbono (M1), em concentrações iniciais de 31,25; 58,82; 83,33 e 105,26 mg/L de cromo hexavalente. A concentração de 58,82 mg/L apresentou os maiores valores de remoção de cromo, numa faixa de 56 a 73%. Distribuições de tempos de residência (DTRs) foram realizadas para avaliar o comportamento do regime do biofiltro e estimar o comportamento real do escoamento no biofiltro. O tempo médio de residência utilizado na maioria dos experimentos foi de 24 h (recomendado pela legislação). A influência do pH no estado de oxidação do cromo foi estudada e constatou-se que para valores de pH menores que quatro ocorria a redução química do cromo hexavalente. Quatro ensaios preliminares deram início à operação do biorreator: o primeiro teve por objetivo avaliar o regime transiente, mas por dificuldades operacionais não pode ser avaliado. Para o segundo teste, foram observadas pequenas taxas de remoção de cromo devido ao baixo tempo de residência utilizado (8 h) - mínimo recomendado para filtros biológicos. No terceiro teste, foi observada uma remoção intermediária que foi aumentada no quarto experimento pela mudança do meio de cultura. A partir destes resultados foi possível estabelecer as faixas das variáveis escolhidas: pH (5,5 a 8) e CCr0, (concentração de cromo hexavalente inicial- 15 a 165 mg/L) e realizar um DCC (Delineamento Composto Central) - tendo como resposta a remoção de cromo hexavalente no meio. As curvas de contorno e superfície de resposta, mostraram a tendência de otimização da resposta, que se encontra em valores de CCr0 (3,94 mg/L) e de pH (6,2). Para descrever matematicamente o processo de remoção de cromo hexavalente, utilizou-se o modelo cinético de Michaelis-Menten, que representou de maneira adequada a variação de concentração de cromo ao longo do biorreator.
Abstract: Hexavalent chromium (Cr (VI)) is a heavy metal, highly toxic and carcinogenic for alive beings. It is used thoroughly in industries of different such segments as: steel industries, metal works, textile industries, tanning, nuclear power stations, of galvanoplasty and paints. Due to the wide application, the hexavalent chromium is found in high concentrations in the industrial effluents and it presents a serious risk to the health of animals and plants. This work had economically for purpose to propose an alternative viable for the treatment of polluted effluent for hexavalent chromium, since the most employed treatments (physical and chemical) they present high costs and they generate by-products in high amount. The objective was to accomplish the reduction of the hexavalent chromium for trivalent chromium form using microorganisms capable to reduce this composed. The employed microorganisms in the present study were a mixed culture (C1), that it was initially adapted to the half containing yeast residual brewer as main source of carbon (M1), in initial concentrations of 31,25; 58,82; 83,33 and 105,26 mg/L of hexavalent chromium. The concentration of 58,82 mg/L presented the largest values of removal of chrome, in a range of 56 to 73%. Distributions of times of residence (DTRs) were accomplished to evaluate the behavior of the regime of the biological filter and to esteem the real behavior of the drainage in the bioreactor. The medium time of residence used in most of the experiments was of 24 h (recommended by the legislation). The influence of the pH in the state of oxidation of the chrome was studied and it was verified that for smaller pH values than 4 happened the chemical reduction of the hexavalent chromium. Four preliminary assays were used to beginning to the operation of the bioreactor: the first had the objective to evaluate the transient regime, but for operational difficulties it cannot be evaluated. For the second test, small taxes of removal of chrome were observed due to the low time of residence used (8 h) - minimum recommended for biological filters. In the third tests, it was observed an intermediate removal that was increased in the fourth experiment by the change of the culture medium. Starting from these results it was possible to establish the ranges of the chosen variables: pH (5,5 to 8) and CCr0, (concentration of initial hexavalent chromium - 15 to 165 mg/L) and to accomplish a DCC (Center Composite Design) the response was the removal of hexavalent chromium. The boundary curves and surface response showed the tendency of optimization of the hexavalent chromium removal that is in values of CCr0 (3,94 mg/L) and of pH (6,2). For describe the process hexavalent chromium removal mathematically, the kinetic model of Michaelis-Menten was used. This model describes in an appropriate way the variation of chromium concentration along of the bioreactor.
Keywords: Redução biológica de cromo hexavalente
Cultura mista
Biofiltro
Biological reduction of hexavalent chromium
Mixed culture
Biological filter
Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico
Cromo
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: DALCIN, Maurielem Guterres. Redução de cromo hexavalente em filtro biológico de fluxo contínuo. 2009. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15132
Issue Date: 28-Aug-2009
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
maur.pdf1.75 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.