Degradação de resíduo de levedura empregado em biossorção por processos eletro-oxidativos avançados
Data
2017-10-06
Autores
Bargas, Maria Francisca Ribeiro de Aguiar 
Orientadores
Rodrigues, Christiane de Arruda
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The use of agroindustrial waste as adsorbents has been evaluated as an alternative treatment of textile effluents, mainly for color removal. However, solutions are required for the proper fate of the adsorbent after sorption of the organic compound. In this way, the Advanced Oxidative Processes (POA) appear as an alternative of clean destination of the solid residues containing organic compound. The objective of this work was to evaluate the efficiency in the treatment of the degradation of dry yeast biomass, biosorbent from the residue of the sugar and alcohol industry, after the sorption of methylene blue reactive dye by means of photo-Fenton and heterogeneous photocatalysis (photocatalysis and photoelectrocatalysis) using a TiO2 nanotubular oxide layer as catalyst. The study was carried out with three yeast biomasses, washed yeast biomass (WYB), in nature Yeast Biomass (YB) and yeast biomass after the sorption of the methylene blue reactive dye (SYB). Initially the BL was washed with distilled water to remove the soluble residue in order to quantify the reduction of mass and mineralization only of the solid fraction. The optimization studies of the best conditions of degradation and mineralization of the organic matter were obtained with the WYB. The optimization studies of the best conditions of degradation and mineralization of the organic matter were obtained with the WYB. In the photo-Fenton process, the optimized condition was 2,500 mg L-1 of H2O2 and 40 mg L-1 of Fe2+ and 100 mg of biomass mass, with sequential addition of H2O2 during the degradation process, at 15 min intervals, during 2 hours of treatment, with a percentage of mineralization around 45% and destruction of the degraded biomass (lysed). While in heterogeneous photocatalysis, although there is no evidence of cell lysis, the photocatalytic treatment showed to be more efficient in reducing the organic load of the WYB and YB compared to the treatment by photoelectrocatalysis, with a mass reduction percentage of around 46,5% after 4 hours of treatment. In both studies, an irradiation source with a mercury vapor lamp of 80 W was used. Then, the combination of the optimized processes, photo-Fenton followed by photocatalysis, was employed in the treatment of YB and SYB. After the degradation, YB presented a reduction of mass and mineralization around 85% and SYB around 60% of mass reduction and 50% of mineralization. The combination of the photo-Fenton process followed by the heterogeneous photocatalysis showed to be a clean destination of solid residues formed by yeast biomass with adsorbed dye.
O emprego de resíduos agroindustriais como adsorventes, vem sendo avaliado como alternativa de tratamento de efluentes têxteis, principalmente para remoção da cor. No entanto, são requeridas soluções para o destino adequado do adsorvente após a sorção do composto orgânico. Desta forma, os Processos Oxidativos Avançados (POA), surgem como uma alternativa de destinação limpa dos resíduos sólidos contendo composto orgânico. Este trabalho visa avaliar a eficiência no tratamento da degradação de biomassa de levedura seca, biossorvente proveniente do resíduo da indústria sucroalcooleira, após a sorção de corante têxtil reativo azul de metileno, via tratamentos foto-Fenton e fotocatálise heterogênea (fotocatálise e fotoeletrocatálise), utilizando como catalisador óxido nanotubular de dióxido de titânio (TiO2). O estudo foi realizado com três biomassas de levedura, a Biomassa de Levedura Lavada (BLL), Biomassa de Levedura in natura (BL) e Biomassa de Levedura após a sorção do corante reativo azul de metileno (BLS). Inicialmente foi feito a lavagem da BL, com água destilada para retirada do resíduo solúvel, a fim de quantificar a redução de massa e mineralização apenas da fração sólida. Os estudos de otimização das melhores condições de degradação e mineralização da matéria orgânica foram obtidos com a BLL. No processo foto-Fenton, a condição otimizada foi 2.500 mg L-1 de H2O2 e 40 mg L-1 de Fe2+ e 100 mg de massa de biomassa, com adição sequencial de H2O2 durante o processo de degradação, em intervalos de 15 min, ao longo de 2 horas de tratamento, com percentual de mineralização em torno de 45% e destruição da biomassa degradada (lisadas). Enquanto que na fotocatálise heterogênea, embora não se tenha evidências de uma lise celular, o tratamento fotocatalítico mostrou ser mais eficiente na redução da carga orgânica da BLL e BL em comparação com o tratamento via fotoeletrocatálise, com porcentagem de redução de massa em torno de 46,5% após 4 horas de tratamento. Em ambos os estudos foi usada uma fonte de irradiação com lâmpada de vapor de mercúrio de 80 W. Em seguida, a combinação dos processos otimizados, foto-Fenton seguido de fotocatálise, foi empregada no tratamento da BL e BLS. Após a degradação, a BL apresentou redução de massa e mineralização por volta de 85% e a BLS em torno de 60% de redução de massa e 50% de mineralização. A combinação do processo foto-Fenton seguido da fotocatálise heterogênea mostrou ser uma alternativa de destinação limpa de resíduos sólidos formados por biomassa de levedura com corante adsorvido.
O emprego de resíduos agroindustriais como adsorventes, vem sendo avaliado como alternativa de tratamento de efluentes têxteis, principalmente para remoção da cor. No entanto, são requeridas soluções para o destino adequado do adsorvente após a sorção do composto orgânico. Desta forma, os Processos Oxidativos Avançados (POA), surgem como uma alternativa de destinação limpa dos resíduos sólidos contendo composto orgânico. Este trabalho visa avaliar a eficiência no tratamento da degradação de biomassa de levedura seca, biossorvente proveniente do resíduo da indústria sucroalcooleira, após a sorção de corante têxtil reativo azul de metileno, via tratamentos foto-Fenton e fotocatálise heterogênea (fotocatálise e fotoeletrocatálise), utilizando como catalisador óxido nanotubular de dióxido de titânio (TiO2). O estudo foi realizado com três biomassas de levedura, a Biomassa de Levedura Lavada (BLL), Biomassa de Levedura in natura (BL) e Biomassa de Levedura após a sorção do corante reativo azul de metileno (BLS). Inicialmente foi feito a lavagem da BL, com água destilada para retirada do resíduo solúvel, a fim de quantificar a redução de massa e mineralização apenas da fração sólida. Os estudos de otimização das melhores condições de degradação e mineralização da matéria orgânica foram obtidos com a BLL. No processo foto-Fenton, a condição otimizada foi 2.500 mg L-1 de H2O2 e 40 mg L-1 de Fe2+ e 100 mg de massa de biomassa, com adição sequencial de H2O2 durante o processo de degradação, em intervalos de 15 min, ao longo de 2 horas de tratamento, com percentual de mineralização em torno de 45% e destruição da biomassa degradada (lisadas). Enquanto que na fotocatálise heterogênea, embora não se tenha evidências de uma lise celular, o tratamento fotocatalítico mostrou ser mais eficiente na redução da carga orgânica da BLL e BL em comparação com o tratamento via fotoeletrocatálise, com porcentagem de redução de massa em torno de 46,5% após 4 horas de tratamento. Em ambos os estudos foi usada uma fonte de irradiação com lâmpada de vapor de mercúrio de 80 W. Em seguida, a combinação dos processos otimizados, foto-Fenton seguido de fotocatálise, foi empregada no tratamento da BL e BLS. Após a degradação, a BL apresentou redução de massa e mineralização por volta de 85% e a BLS em torno de 60% de redução de massa e 50% de mineralização. A combinação do processo foto-Fenton seguido da fotocatálise heterogênea mostrou ser uma alternativa de destinação limpa de resíduos sólidos formados por biomassa de levedura com corante adsorvido.