Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/5829
Title in Portuguese: Avaliação de diferentes estratégias de remoção de BTEX em condições anaeróbias
Title: Evaluation of different strategies for removal of BTEX in anaerobic conditions
Author: Farias, Raquel Studart de
Advisor(s): Santos, André Bezerra dos
Co-advisor(s): Lopes, Alexandre Colzi
Keywords: Saneamento
Água - Poluição
Hidrocarbonetos
Digestão anaeróbia
Issue Date: 2013
Citation: FARIAS, R. S. Avaliação de diferentes estratégias de remoção de BTEX em condições anaeróbias. 2013. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Abstract in Portuguese: Os compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos (BTEX) são os hidrocarbonetos monoaromáticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido às características tóxicas e carcinogênicas. Dentre os métodos usualmente aplicados na remoção de BTEX em águas contaminadas, o tratamento anaeróbio tem merecido destaque principalmente em relação aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar diferentes estratégias de remoção de BTEX em condições anaeróbias. Foram realizados ensaios em fluxo contínuo em três biorreatores anaeróbios que foram alimentados com solução sintética de BTEX (~ 3 mg.L-1 de cada composto) solubilizados em etanol e operados a 27ºC. As concentrações dos BTEX foram determinadas por cromatografia. No biorreator metanogênico foram analisadas as seguintes influências: 1) do tempo de detenção hidráulico (TDH) (48 h, 36 h e 24 h); 2) da carga orgânica volumétrica; 3) da recirculação do efluente; 4) e do sistema microaeróbio. O reator sulfetogênico foi operado com um TDH de 48 h e foram testados diferentes razões DQO/SO4-2 de aproximadamente 12, 5, 2,5 e estequiométrica- com diferentes cargas orgânicas. O reator desnitrificante foi operado também com um TDH de 48 h nas razões DQO/NO3- de aproximadamente 12 e 5. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estáveis durante todas as fases do experimento. Com relação à remoção de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiências de remoção foram encontradas para o benzeno, independente do tipo de aceptor final de elétrons, indicando a difícil biodegradação desse composto sob condições anaeróbias, enquanto que as maiores eficiências foram observadas para os xilenos e o tolueno, chegando a remoções de até 90%. Tais valores levam em conta possíveis interferências de adsorção e de volatilização. Também foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos, podendo esta exercer um forte efeito sobre as eficiências de remoção dos BTEX. Comparando-se os três reatores, notou-se que não houve melhora significativa nas eficiências de remoção dos compostos na presença de nitrato ou sulfato. O reator biológico metanogênico forneceu elevadas eficiências na remoção de DQO, superiores a 80% em média, para as fases que as concentrações de substrato estavam altas, produzindo biogás (predominantemente na forma de gás metano), não acumulando ácidos graxos voláteis, e com alcalinidade suficiente para tamponar o meio em pH neutro. A fase que obteve os melhores resultados de remoção de BTEX (cerca de 94%) foi a que tinha um sistema microaeróbio adicionado ao reator metanogênico, com eficiências de remoção de DQO superiores a 85%.
Abstract: The compounds benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk for the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied for the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Assays were performed in three bitstream anaerobic bioreactors that were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 3 mg.L-1 of each compound) solubilized in ethanol and operated at 27°C. The concentrations of BTEX were determined by chromatography. In methanogenic bioreactor were analyzed the following influences: 1) the The hydraulic retention time (HRT) (48 h, 36 h and 24 h), 2) the shock loading, 3) the effluent recycling , 4) and microaerobic system. The sulfidogenic reactor was operated with a HRT of 48 h with different DQO/SO4-2 ratios of approximately 12, 5, 2.5, and stoichiometric with different organic fillers. The denitrifying reactor was also operated with a HRT of 48 h in the rations DQO/NO3-1 of approximately 12 and 5. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment. About BTEX removal, in general, benzene showed the lower removal efficiencies, regardless of the electron acceptor, indicating the difficulty of biodegradation of this compound under anaerobic conditions. The highest removal efficiencies were observed for toluene and xylenes, reaching up to 90% removal. These values take into account possible interferences of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds that could have a strong effect on the removal efficiencies of BTEX. Comparing the three reactors, it was noted that there was significant improvement in the removal efficiency of the compounds in the presence of nitrate or sulfate. The methanogenic reactor showed high COD removal efficiencies higher than 80% on average for the phases with a high substrate concentration, producing biogas (mainly in the form of methane) not accumulating volatile fatty acids, and with enough alkalinity to buffer the medium at neutral pH. The phase that achieved the best results BTEX removal (about 94%) was the one that had a microaerobic system added to methanogenic reactor, with COD removal efficiencies exceeding 85%.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/5829
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEHA - Dissertações defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2013_dis_rsfarias.pdf2,16 MBAdobe PDFView/Open


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