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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46614| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Aplicação de biossurfactante na remoção de escuma em reatores UASB: uma abordagem sustentável |
| Alternate title (s): | Application of Biosurfactant in Foam Removal in UASB Reactors: A Sustainable Approach |
| Author: | Braga, Jéssica Gonçalves |
| First Advisor: | Silva, Sidnei Gonçalves da |
| First member of the Committee: | Campos, Edgar Silveira |
| Second member of the Committee: | Porto, Camila Souza |
| Summary: | 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. |
| Keywords: | Biossurfactante biorremediação escuma reatores UASB Rhodotorula mucilaginosa sustentabilidade Biosurfactant bioremediation foam UASB reactors Rhodotorula mucilaginosa sustainability |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Subject: | Química Reatores químicos Biorremediação Gestão e sustentabilidade |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Química |
| Quote: | 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. |
| Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.486 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46614 |
| Date of defense: | 31-Jul-2025 |
| Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 6. Água potável e saneamento - Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos. |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Química |
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| File | Description | Size | Format | |
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| AplicaçãoBiossurfactanteRemoção.pdf | Dissertação | 1.65 MB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
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