移动床膜生物反应器处理造纸工业低负荷废水:性能和膜堵塞分析

IF 0.4 4区 环境科学与生态学 Q4 WATER RESOURCES Engenharia Sanitaria E Ambiental Pub Date : 2023-01-01 DOI:10.1590/s1413-415220220263
Carlos Raphael Pedroso, Carlos Magno Vidal, Tiago José Belli, Sandro Xavier de Campos, Cleber Pinto da Silva
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Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um biorreator à membrana de leito móvel operado em batelada sequencial e aplicado ao tratamento de efluente real de baixa carga oriundo da produção de papel. O reator foi avaliado quanto ao seu desempenho na remoção de demanda química de oxigênio solúvel, fenol total, cor verdadeira, compostos aromáticos (UV254nm) e lignínicos (UV280nm). Paralelamente, o reator foi avaliado quanto ao processo de colmatação das membranas, por meio do monitoramento da pressão transmembrana, da concentração de substâncias poliméricas extracelulares e produtos microbianos solúveis). Nas condições testadas, o biorreator à membrana de leito móvel operado em batelada sequencial atingiu eficiência média de remoção de 89% para demanda química de oxigênio solúvel, 39% para UV254nm, 38% para UV280nm, 57% para cor verdadeira e 73% para fenóis totais. 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摘要

摘要膜生物反应器工艺近年来已成为造纸工业废水处理传统方法的一种替代方法。近年来,在这些反应器中引入支持材料有助于提高其性能,因为生物膜的发展导致了更大的生物活性。因此,粘附生物质的存在为膜生物反应器提供了额外的能力,以支持负载冲击,并可能有助于生物降解潜在的有毒和顽固性化合物,如木质素衍生物。因此,本研究旨在评价一种移动床膜生物反应器的性能,该反应器采用顺序批操作,并应用于处理实际的低负荷造纸废水。对该反应器去除可溶性氧、总酚、真色、芳香族化合物(UV254nm)和木质素化合物(UV280nm)的性能进行了评价。同时,通过监测跨膜压力、细胞外聚合物物质和可溶性微生物产物的浓度来评估反应器的膜堵塞过程。在测试条件下,移动床膜生物反应器按顺序分批操作,可溶性化学需氧量平均去除率为89%,UV254nm平均去除率为39%,UV280nm平均去除率为38%,真色平均去除率为57%,总酚平均去除率为73%。在膜堵塞方面,变量UV254nm、UV280nm和总酚与跨膜压力(PTM)的增加直接相关。
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Biorreator com membranas de leito móvel tratando efluente de baixa carga de indústria de produção de papel: análise de desempenho e da colmatação das membranas
RESUMO O processo de biorreator com membranas tem se consolidado nos últimos anos como uma alternativa aos métodos tradicionais para o tratamento de efluentes da indústria de produção de papel. Recentemente, a introdução de material suporte nesses reatores tem contribuído para a melhoria de seu desempenho, tendo em vista a maior atividade biológica que se verifica em decorrência do desenvolvimento de biofilme. Assim, a presença da biomassa aderida confere uma capacidade adicional ao biorreator com membranas em suportar choques de cargas, bem como pode contribuir para a biodegradação de compostos potencialmente tóxicos e recalcitrantes como derivados da lignina. Desse modo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um biorreator à membrana de leito móvel operado em batelada sequencial e aplicado ao tratamento de efluente real de baixa carga oriundo da produção de papel. O reator foi avaliado quanto ao seu desempenho na remoção de demanda química de oxigênio solúvel, fenol total, cor verdadeira, compostos aromáticos (UV254nm) e lignínicos (UV280nm). Paralelamente, o reator foi avaliado quanto ao processo de colmatação das membranas, por meio do monitoramento da pressão transmembrana, da concentração de substâncias poliméricas extracelulares e produtos microbianos solúveis). Nas condições testadas, o biorreator à membrana de leito móvel operado em batelada sequencial atingiu eficiência média de remoção de 89% para demanda química de oxigênio solúvel, 39% para UV254nm, 38% para UV280nm, 57% para cor verdadeira e 73% para fenóis totais. Em relação à colmatação das membranas, as variáveis UV254nm, UV280nm e fenóis totais correlacionaram-se diretamente com o aumento da pressão transmembrana (PTM).
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