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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Utilização de tratamento físico e biológico conjugados empregando reatores de diferentes escalas na remediação de solo contaminado por biodiesel
metadata.dc.creator: Raminho, Marcela Loureiro Fanni
metadata.dc.contributor.advisor1: Coutinho Filho, Ubirajara
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Cardoso, Vicelma Luiz
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, Patrícia Angélica
metadata.dc.contributor.referee2: Salla, Marcio Ricardo
metadata.dc.contributor.referee3: Freitas, Fernanda Ferreira
metadata.dc.description.resumo: A busca por fontes renováveis e processos sustentáveis fez com que o biodiesel se tornasse um importante combustível dentro da matriz energética. Em relação ao meio ambiente, o biodiesel apresenta importantes vantagens se comparado ao diesel de petróleo pois possui maior biodegradabilidade e menor impacto ambiental. Assim, o aumento da produção e consumo do biodiesel fez surgir a necessidade do desenvolvimento de tecnologias para tratamento de áreas contaminadas com este combustível para o caso de acidentes ou derrames. A biorremediação, processo que transforma por meio da atividade biológica, os contaminantes em substâncias inertes, está entre as formas de tratamento mais aplicadas para a recuperação de solos contaminados com combustíveis. Porém, sua utilização é limitada por fatores como alta concentração do contaminante ou condições ambientais desfavoráveis aos microrganismos. Nesses casos, é plausível utilizar a combinação de dois ou mais tratamentos visando obter a eficiência necessária para atendimento das normas ambientais. Um procedimento que pode ser aplicado como pré-tratamento antes da biorremediação é a remoção do contaminante através de tratamento físico de lavagem do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a remoção da carga poluente em solo contaminado com biodiesel, combinando técnicas de tratamento físico e biológico. O tratamento físico foi realizado por um sistema de agitação do tipo turbina de Rushton, utilizando água de reúso de indústria como base da solução extratora. No pré-tratamento de lavagem, para o sistema com utilização do surfactante Tween 80 (0,25% w/v), 60% de concentração de sólidos e 60 minutos de agitação, foram obtidos percentuais de remoção de biodiesel acima de 70%. No caso da não utilização do surfactante, o melhor resultado foi apresentado pela configuração 30% de concentração de sólidos e 35 minutos de agitação. Os percentuais de remoção obtidos neste caso foram próximos a 65%. Através da separação das fases óleo-água, foi possível recuperar cerca de 43% do biodiesel removido do solo e análises de acidez, umidade e poder calorífico indicaram que o biodiesel recuperado possui características que possibilitam sua reutilização. O tratamento do efluente gerado na etapa de lavagem foi realizado por processo biológico, utilizando a cultura mista C1 previamente adaptada ao meio líquido contendo o contaminante. Após 11 dias de tratamento, a concentração de biodiesel do efluente aproximou-se de zero e o valor do carbono orgânico total tornou-se constante com uma redução de até 75,4%. Na biorremediação foram utilizadas as estratégias de bioestimulação com controle de temperatura, umidade e nutrientes (N e P) e bioaumentação em dois tipos de biorreatores: a) biorreator rotativo em escala laboratorial (0,3 kg), b) biorreator tipo tambor rotativo em escala piloto (15 kg). A cultura mista inoculada ao solo foi a mesma utilizada no tratamento do efluente líquido. Após 14 dias de biorremediação, foi obtida uma concentração celular da ordem de 1010 UFC/g de solo para bactérias e fungos mostrando que houve uma adaptação dos microrganismos ao solo. A concentração do contaminante no solo foi determinada através de análise de hidrocarbonetos totais de petróleo. Os resultados obtidos indicaram percentuais de biodegradação acima de 90% em 35 dias para os tratamentos com biorreator rotativo em escala laboratorial e o mesmo percentual em 70 dias para o biorreator rotativo em escala piloto.
Abstract: The search for renewable energies and sustainable processes has made the biodiesel became an important fuel in the energetic matrix. In relation to the environment, biodiesel has important advantages compared to petroleum diesel it has greater biodegradability and low environmental impact. However, the increasing production and consumption of biodiesel has created a need to develop technologies for treating contaminated areas with this fuel. Bioremediation, a process that transforms through biological activity, contaminants in inert substances, is the form of treatment most applied for the remediation of contaminated soils with fuel. However, this method has limited application by factors such as high concentration of the contaminant or unfavorable environmental conditions for microorganisms. In such cases, it is reasonable to use a combination of two or more treatments to achieve the necessary efficiency to meet the environmental standards. A procedure that can be applied as a pretreatment before the bioremediation is the removal of contaminants from soil by physical treatment of washing. The objective of this study was to evaluate the removal of the pollutant load in the soil contaminated with biodiesel, combining techniques of physical and biological treatment. The physical treatment was performed by an agitation system of turbine Rushton, using the reuse water from a manufacturing industry as the basis of extraction solution. In the washing pretreatment, for the system using the surfactant Tween 80 (0.25% w/v), 60% solids concentration and 60 minutes of stirring, were obtained biodiesel removal percentages above 70%. In the case of not using the surfactant, the best result was shown by setting a 30% solids concentration and 35 minutes stirring. The removal percentage obtained in this case was near 65%. By separation of oil-water phases, it was able to recover about 43% of removed soil biodiesel and acid analysis, moisture and calorific value indicated that the recovered biodiesel has characteristics that allow its reuse. The treatment of the effluent from the washing step was done by biological process using the mixed culture C1 previously adapted into medium containing the contaminant. After 11 days of treatment, the concentration of biodiesel in the effluent approached zero and the value of the total organic carbon became constant with a decrease of up to 75.4%. The techniques used in bioremediation were biostimulation with temperature, humidity and nutrients (N and P) controls and bioaugmentation in two types of bioreactors: a) rotating bioreactor in laboratory scale (0.3 kg), b) bioreactor type rotary drum on a pilot scale (15 kg). The mixed culture inoculated soil was the same used in treatment of the liquid effluent. After 14 days of bioremediation, was obtain a cell concentration of approximately 1010 CFU/g soil for bacteria and fungi, showing that there was an adaptation of the microorganisms to soil. The concentration of the contaminant in the soil was determined by analysis of total petroleum hydrocarbons. The results indicated the percentage biodegradation above 90% in 35 days for treatments with rotating lab scale bioreactor and the same percentage in 70 days for the rotating pilot scale bioreactor.
Keywords: Solo contaminado
Biodiesel
Lavagem do solo
Biorremediação
Contaminated soil
Soil washing
Bioremediation
Solos - contaminação
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: RAMINHO, Marcela Loureiro Fanni. Utilização de tratamento físico e biológico conjugados empregando reatores de diferentes escalas na remediação de solo contaminado por biodiesel. 2015. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15244
Issue Date: 13-Feb-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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