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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11944
Tipo: | Dissertação |
Título: | Tratamento de água produzida de petróleo por fungos filamentosos e microalga |
Título(s) alternativo(s): | Treatment of petroleun produced water by filamentous fungi and microalga |
Autor(es): | Gonçalves, Andreza Heloiza da Silva |
Primeiro Orientador: | Tonholo, Josealdo |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Silva, Carlos Eduardo de Farias |
metadata.dc.contributor.referee1: | Almeida, Renata Maria Rosas Garcia |
metadata.dc.contributor.referee2: | Lima, Dimas José da Paz |
Resumo: | O principal efluente da indústria petrolífera é a água produzida de petróleo, que possui em sua composição altas concentrações de óleo e graxas (TOG), demanda química de oxigênio (DQO) e outros compostos como surfactantes, nitrogenados, fosfatos, etc. Com isso, objetivo da dissertação é verifica a potencialidade de tratamento da água produzida de petróleo, utilizando o tratamento biológico com fungos filamentosos isoladamente e em consórcio com microalgas na remoção de TOG, nitrogênio e fósforo. Diante disto, o trabalho estudou o efeito no tratamento do efluente da concentração de TOG inicial, variando entre 312-2500 mg L-1 , da salinidade variando-se entre 5-50 g L -1 e em diferentes concentrações de nitrogênio (25, 50 e 100 mg L -1 ) e de fósforo (em torno de 30 mg L -1 ). Foi utilizado um efluente sintético (BG-11 modificado) que garantia todos os nutrientes necessários ao cultivo fúngico e microalgal, sendo a fonte de carbono o petróleo bruto (caracterizado como leve - ºAPI – rico em alcanos). Os microrganismos utilizados foram a microalga Tetradesmus obliquus LCE-01 e os fungos filamentosos Aspergillus niger URM 7282, Penicillium oxalicum URM 7170 e Cunninghamella echinulata, URM 7150. Os experimentos iniciais foram realizados em reator coluna de bolhas aerado a uma taxa de 0,5 vvm e com 500 ppm de petróleo bruto (efluente sintético) utilizando uma iluminação de 100 µmol m2 s -1 (nos experimentos com a microalga) e temperatura ambiente entre 30-35ºC, cultivando todos os fungos e microalga isoladamente como em co-cultivo e verificou-se que a contribuição maior na remoção de TOG foi realizado pelos fungos filamentosos e pela espécie Cunninghamella echinulata, alcançando taxas entre 90-95%, com produção de biomassa microbiana entre 250-550 mg L -1 . Nesse sentido, continuou-se o estudo somente como a espécie fúngica C. echinulata e a microalga T. obliquus, esta última com o intuito de verificar uma contribuição adicional na remoção de outros contaminantes como nitrogênio e fósforo. Uma vez que a salinidade é um parâmetro importante nesse tipo de efluente, verificou-se sua influência no cultivo desses dois microrganismos, no mesmo sistema, mas utilizando um TOG inicial de 2500 mg L-1 . Percebeu-se que a T. obliquus conseguiu se manter viva até concentrações de 25 g L-1 , e o C. echinulata além de crescer em todas as concentrações salinas testadas, removeu significativamente o TOG com taxas de remoção entre 80-95%, produzindo em torno de 1 g L-1 de biomassa microbiana, decrescendo à medida que a salinidade aumentava. Além disso, percebeu-se nos dois ensaios testados, que o fungo filamentoso crescia com uma estabilidade do pH entre 6,5-7,5, enquanto que a microalga elevou significativamente o pH para valores até valores de 10, o que seria inviável para um co-cultivo com o fungo filamentosos, logo necessitando de ajustes diários. Em seguida, nos experimentos variando-se a concentração de nitrogênio e verificando a eficiência de remoção tanto de nitrogênio quanto de fósforo, utilizou-se um TOG inicial de 2500 mg L-1 . Confirmou-se altas taxas de remoção de TOG como nos ensaios precedentes (>95%), e percebeu-se que o co-cultivo do fungo com a microalga removeu maiores percentuais de nitrogênio e fósforo, de 63,4, 44,4 e 31,7% do nitrogênio presente para as concentrações iniciais de 25, 50 e 100 mg L-1 , respectivamente; e uma média similar de 36,58 ± 4,82 % de fósforo para todos os experimentos; enquanto que o fungo isoladamente removeu em torno de 10-15% para nitrogênio e de fósforo 22,28 ± 4,13%, mostrando que de fato a microalga contribui para a remoção de contaminantes adicionais que possam estar presente no efluente. Nisso, conclui-se que o trabalho delimitou parâmetros nutricionais e ambientais importantes que podem servir de base para o planejamento experimental de um tratamento biológico mediado por C. echinulata isoladamente ou em seu co-cultivo com T. obliquus em efluente real. |
Abstract: | The main oil industry effluent is called produced water and has in its composition high concentrations of oil and grease (TOG), chemical oxygen demand (COD) and other compounds such as surfactants, nitrogenous compounds, phosphates, etc. With this in mind, the aim of this work was to verify the biological treatment of produced water, using filamentous fungi, individually, and in consortium with microalga in the removal of TOG, nitrogen and phosphorus. The effect of the initial TOG concentration of the effluent, varying between 312-2500 mg L-1 , of the salinity varying between 5-50 g L-1 and in different concentrations of nitrogen (25, 50 and 100 mg L-1 ) and phosphorus (around 30 mg L -1 ) were evaluated in the treatment. A synthetic effluent (modified BG-11) was used, which provided all the necessary nutrients for fungal and microalgal cultivation, with crude oil as the carbon source (characterized as light - ºAPI - rich in alkanes). The microorganisms used were the microalga Tetradesmus obliquus LCE-01 and the filamentous fungi Aspergillus niger URM 7282, Penicillium oxalicum URM 7170 and Cunninghamella echinulata, URM 7150. The initial experiments were carried out in an aerated bubble column reactor at a rate of 0.5 vvm and with 500 ppm of crude oil (synthetic effluent) using 100 µmol m-2 s -1 of light intensity (in experiments with microalgae) and room temperature between 30-35ºC, cultivating all fungi and microalgae separately and in co-cultivation and it was verified that the greatest contribution in the removal of TOG was performed by filamentous fungi an the best strain was the species Cunninghamella echinulata, reaching removal rates between 90-95%, with microbial biomass production between 250-550 mg L -1 . In this sense, the study continued only with the fungal species of C. echinulata and the microalga T. obliquus, the latter with the aim of verifying an additional contribution in the removal of other contaminants such as nitrogen and phosphorus. Since salinity is an important parameter in this type of effluent, its influence on the cultivation of these two microorganisms and was verified in the same system but using an initial TOG of 2500 mg L -1 . It was noticed that T. obliquus managed to stay alive up to concentrations of 25 g L -1 , and C. echinulata, in addition to growing in all saline concentrations tested, reaching removal rates of TOG between 80-95%, producing around 1 g L-1 of microbial biomass, these rates decreased when salinity increased. In addition, it was noticed in the two assays tested that the filamentousfungus grew with a pH stability between 6.5-7.5, while the microalga significantly raised the pH up to values of 10, which would be unfeasible for a co-culture with the filamentous fungus, thus requiring daily adjustments. Then, in the experiments varying the nitrogen concentration and verifying the removal efficiency of both nitrogen and phosphorus, an initial TOG of 2500 mg L-1 was used. High TOG removal rates were confirmed as in the previous tests (>95%), and it was noticed that the co-cultivation of the fungus with the microalgae removed higher percentages of nitrogen and phosphorus, of 63.4, 44.4 and 31.7% of the nitrogen present for the initial concentrations of 25, 50 and 100 mg L -1 , respectively; and a similar average of 36.58 ± 4.82% phosphorus for all experiments; while the fungus individually, removed around 10-15% for nitrogen and 22.28 ± 4.13% for phosphorus in all experiments, showing that the microalga contributes to the removal of additional contaminants that may be present in the effluent. In this regard, it is concluded that the work delimited important nutritional and environmental parameters that can serve as a basis for the experimental planning of a biological treatment mediated by C. echinulata alone or in its co-culture with T. obliquus in real effluent. |
Palavras-chave: | Reator Coluna de Bolhas Biorremediação Tetradesmus obliquus Cunninghamella echinulata Bubble Column Reactor Environmental biotechnology Bioremediation |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia |
Citação: | GONÇALVES, Andreza Heloiza da Silva. Tratamento de água produzida de petróleo por fungos filamentosos e microalga. 2023. 70 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) – Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11944 |
Data do documento: | 31-mar-2023 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
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