Degradação de biomassa de levedura empregando processos oxidativos avançados químicos e eletroquímicos
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Data
2015-10-15
Autores
Silva, Lilia Ribeiro da [UNIFESP]
Orientadores
Araujo, Georgia Christina Labuto [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
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Resumo
Biological materials have been widely used as biosorbent metals, organometallic and organic compounds successfully.However, the final destination of waste after sorption is a problem to be solved. The main destinations of these materials are incineration, encapsulation in concrete and the deposit in landfills,all of them have harmful consequences to the environment and/or require constant control. Perhaps, this limitation is one of the reasons why biological materials are not incorporated as tools for the treatment of water and wastewater by sanitation companies. Whereas, alternatives to conversion of material employed as biosobent in species little or nothing harmful to the environment could be a way to expand the applications of bioremediation processes for water and waste treatment technology. This work proposed the use of advanced oxidation processes (AOP) as an alternative to degradate yeast biomass from alcohol industry (YB), employed as biosorbents by Applied Chemical Analysis Laboratory (AQUA) UNIFESP. Studies using Fenton and photo-Fenton procedures allowed the elimination of around 72% of the initial mass of the YB, setting a promising alternative for the treatment of solid waste biosorbent.The best condition set for the Fenton degradation was 25 mg YB in 60 min, 800 mgL-1of H2O2 and 40 mgL-1 of Fe2+, whereas for the photo-Fenton process were used these conditions associated with UV lamp action 30W. The applied theoretical model multivariate adaptive regression splines (MARS) was able to describe the experimental data with average error of 2.5% while the error predicted by the experimental design stood at 7.7%. Both errors are adequately considered low, especially considering that the degradation process took about a solid, complex and heterogeneous matrix.
Materiais biológicos tem sido largamente empregados como biossorvente de metais, organometálicos e compostos orgânicos com sucesso sendo, entretanto, o destino final dos resíduos pós sorção um problema a ser equacionado. Os principais destinos destes materiais são a incineração, o encapsulamento em concreto e o depósito em aterros sanitários os quais apresentam consequências prejudiciais ao ambiente e/ou requerem controle constante. Talvez esta limitação seja uma das razões pelas quais processos envolvendo materiais biológicos não sejam incorporados como ferramentas para o tratamento de águas e resíduos por empresas de saneamento básico. Considerando que alternativas para conversão do material pós sorção em espécies nada ou pouco prejudiciais ao meio ambiente poderia ser um caminho para ampliar as aplicações dos processos de biossorção como tecnologia de tratamento de águas e resíduos, este trabalho propôs o emprego de processos oxidativos avançados (POA) como alternativa a conversão de biomassade levedura da indústria sucroalcooleira (BL), empregados como biossorventes pelo laboratório de Análises Químicas Aplicadas (AQUA) da UNIFESP. Estudos empregando reação Fenton e foto-Fenton permitiram a eliminação de cerca de 72% da massa inicial do biossorvente configurando-se uma alternativa promissora para o tratamento de resíduos sólidos de biossorvente.A melhor condição estabelecida para a degradação Fenton foi: 25 mg de BL em 60 min, 800 mgL-1 de H2O2 e 40 mgL-1 de Fe2+, sendo que para o processo Foto-Fenton foram utilizadas estas condições associadas a ação de lâmpada UV de 30W. O modelo teórico aplicado multivariate adaptive regression splines (MARS) foi capaz de descrever os dados experimentais com erro médio de 2,5% enquanto o erro predito pelo planejamento experimental ficou em 7,7%. Ambos os erros são considerados adequadamente baixos, principalmente considerando-se que o processo de degradação se deu sobre uma matriz sólida, complexa e heterogênea. Quanto aos processos de fotocatálise e fotólise realizados como contribuição para degradação do resíduo de levedura, ressaltamos que ambos apresentam indícios que contribuem para uma degradação de 100% do resíduo de levedura, porém devido a incompatibilidade do fotorreator utilizado não foi possível chegar a resultados realmente conclusivos.
Materiais biológicos tem sido largamente empregados como biossorvente de metais, organometálicos e compostos orgânicos com sucesso sendo, entretanto, o destino final dos resíduos pós sorção um problema a ser equacionado. Os principais destinos destes materiais são a incineração, o encapsulamento em concreto e o depósito em aterros sanitários os quais apresentam consequências prejudiciais ao ambiente e/ou requerem controle constante. Talvez esta limitação seja uma das razões pelas quais processos envolvendo materiais biológicos não sejam incorporados como ferramentas para o tratamento de águas e resíduos por empresas de saneamento básico. Considerando que alternativas para conversão do material pós sorção em espécies nada ou pouco prejudiciais ao meio ambiente poderia ser um caminho para ampliar as aplicações dos processos de biossorção como tecnologia de tratamento de águas e resíduos, este trabalho propôs o emprego de processos oxidativos avançados (POA) como alternativa a conversão de biomassade levedura da indústria sucroalcooleira (BL), empregados como biossorventes pelo laboratório de Análises Químicas Aplicadas (AQUA) da UNIFESP. Estudos empregando reação Fenton e foto-Fenton permitiram a eliminação de cerca de 72% da massa inicial do biossorvente configurando-se uma alternativa promissora para o tratamento de resíduos sólidos de biossorvente.A melhor condição estabelecida para a degradação Fenton foi: 25 mg de BL em 60 min, 800 mgL-1 de H2O2 e 40 mgL-1 de Fe2+, sendo que para o processo Foto-Fenton foram utilizadas estas condições associadas a ação de lâmpada UV de 30W. O modelo teórico aplicado multivariate adaptive regression splines (MARS) foi capaz de descrever os dados experimentais com erro médio de 2,5% enquanto o erro predito pelo planejamento experimental ficou em 7,7%. Ambos os erros são considerados adequadamente baixos, principalmente considerando-se que o processo de degradação se deu sobre uma matriz sólida, complexa e heterogênea. Quanto aos processos de fotocatálise e fotólise realizados como contribuição para degradação do resíduo de levedura, ressaltamos que ambos apresentam indícios que contribuem para uma degradação de 100% do resíduo de levedura, porém devido a incompatibilidade do fotorreator utilizado não foi possível chegar a resultados realmente conclusivos.
Descrição
Citação
SILVA, Lilia Ribeiro da. Degradação de biomassa de levedura empregando processos oxidativos avançados químicos e eletroquímicos. 2015. 75 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2015.