Aplicação de eletrocoagulação em um biorreator a membrana precedido de tanque anóxico para o tratamento de efluente têxtil

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021.A indústria têxtil é caracterizada por seu grande consumo de água e descarte de efluentes, sendo o beneficiamento têxtil o maior gerador de volume de efluentes com diversos tipos de contaminantes. Os corantes do grupo azo são os mais amplamente utilizados na operação de tingimento. Cerca de 20 ? 50% do corante utilizado no processo permanece na fase aquosa, sendo descartado juntamente ao efluente. Além disso, as águas residuais da indústria têxtil contêm outros produtos químicos auxiliares, os quais tornam sua composição complexa e variável. Uma das alternativas para minimizar essa problemática ambiental é a busca por tecnologias de tratamento que possibilitem a produção de um efluente com baixo teor de poluentes. Neste enfoque, este trabalho teve por objetivo avaliar a utilização da eletrocoagulação (EC) em associação a um biorreator a membrana (BRM) para o tratamento de efuente têxtil sintético. A pesquisa foi realizada por meio de de duas diferentes estratégias, denominadas de E-1 (sem aplicação da eletrocoagulação) e E-2 (com aplicação da eletrocoagulação), esta última sob uma densidade de corrente elétrica de 10Am-2. O desempenho do reator foi avaliado em relação à remoção de cor, corante, matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. Avaliou-se também o impacto da eletrocoagulação sobre a composição da comunidade bacteriana do reator, bem como sobre o processo de colmatação das membranas. Paralelamente, foram realizados ensaios de bancada para se avaliar a atividade da biomassa e para monitorar as condições de filtrabilidade do licor misto. Os resultados demonstraram que associação da eletrocoagulação ao reator resultou em maior capacidade de remoção do corante estudado, alcançando eficiência de 96% ao final da operação. A remoção de matéria orgânica foi satisfatória em ambas estratégias operacionais, com eficiência média de remoção de DQO acima de 95%. A remoção de nitrogênio amoniacal teve resultado semelhante, permanecendo com eficiência acima de 88% e alcançando eficiência máxima de 98% em ambas as estratégias operacionais. Observou-se que o uso da eletrocoagulação melhorou substancialmente o desempenho do reator quanto à remoção de fósforo, aumentado sua eficiência média de 11,2% para 81%. Houve um crescimento significativo de sólidos suspensos totais (SST) e voláteis (SSV) após o início da eletrocoagulação. Diferentemente do observado em outros trabalhos, a relação SSV/SST manteve-se próxima a 0,7 quando a eletrocoagulação foi aplicada. As análises de sequenciamento genético bacteriano revelaram grandes alterações na abundância relativa dos microrganismos entre as estratégias. Observou-se o crescimento de microrganismos autotróficos, sendo o filo Nitrospira um dos mais abundantes no reator durante a E-2 e a predominância de gêneros foi alterada devido ao crescimento de bactérias redutoras de corante. O consumo médio de energia por massa de corante removido diminuiu em 17,2% (de 0,58 para 0,48 kWh g corante-1) quando a EC foi aplicada ao reator, indicando que BRM assistido pela eletrocoagulação exibiu uma melhor eficiência energética em termos de remoção de corante. Ensaios de bancada revelaram que a filtrabilidade do licor misto melhorou durante o período em que o reator foi assistido pela eletrocoagulação. Contudo, o processo de colmatação das membranas foi mais intenso nesse período em questão, resultado que foi atribuído ao maior teor de sólidos suspensos e a menor eficácia do cisalhamento das bolhas de ar sobre as membranas. Em decorrência, operação do AO-EBRM sob idade de lodo mais baixa (