Remoção de matéria orgânica e nutrientes de efluentes hospitalares por eletrobiorreator acoplado a tubesettler

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 9279 (2022) Cite este artigo

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Águas residuais compostas por diferentes produtos farmacêuticos e resíduos de drogas são bastante difíceis de tratar e descartar. Esta situação representa um impacto significativo sobre o aspecto da saúde dos seres humanos e outros organismos bióticos no ambiente. A principal preocupação das águas residuais hospitalares (EAS) é a resistividade face ao tratamento através dos diferentes métodos convencionais. Para o tratamento de HWW, este estudo foi realizado usando um eletrobiorreator usando água residuária hospitalar. A eletrorredução supera o efeito de elementos tóxicos nas águas residuais hospitalares e a biodegradação remove a matéria orgânica e os nutrientes das águas residuais. Este estudo investigou o desempenho de um eletrobiorreator para o tratamento de efluentes hospitalares conectado a um tubesettler. Os parâmetros de demanda química de oxigênio, nitrato e concentração de fosfato foram analisados ​​para avaliar um afluente e um efluente do eletrobiorreator e do tubessettler. Além disso, modelagem cinética para demanda química de oxigênio, nitrato e remoção de fosfato foi feita. A demanda química de oxigênio foi reduzida em 76% no eletrobiorreator, e 31% no tubesettler, 84%. O nitrato e fosfato foram reduzidos dentro dos limites permitidos de descarga com uma concentração final de efluente de 1,4 mg L-1 e 3 mg L-1. Mais estudos são necessários para avaliar o impacto de compostos farmacêuticos em efluentes hospitalares no desempenho do sistema.

As águas residuárias hospitalares (RSS) são uma preocupação crescente, pois constituem elementos tóxicos ao meio ambiente. Os métodos de tratamento para HWW vêm ganhando destaque em pesquisas recentes devido ao seu conteúdo farmacêutico1,2,3,4,5. Padrões rigorosos de águas residuais tornam os sistemas convencionais de tratamento de águas residuais ineficientes6. Além disso, a necessidade de tratar águas residuais específicas de várias indústrias e outras origens aumenta ainda mais o problema. Isso leva a um desejo de tecnologias inovadoras e novas para atender aos padrões exigidos7,8. Entre as diferentes tecnologias de águas residuais, um foco particular é dado aos eletrobiorreatores (EBR). A degradação dos poluentes depende principalmente da disponibilidade de elétrons no sistema9. O sistema eletrobiológico supera essa escassez de doadores de elétrons. Atua como assistência eletroquímica para o sistema microbiológico para reduzir os poluentes das águas residuais. O cátodo pode fornecer continuamente elétrons (produção de hidrogênio) e campos elétricos com baixo potencial de redução. EBRs utilizam energia elétrica para o tratamento de águas residuais. Os quatro principais mecanismos em EBR são eletrocoagulação (EC), eletrodeposição (ED), eletrooxidação (EO) e eletroflotação (EF). A recuperação do fluxo de águas residuais é obtida por meio de uma deposição eletromagnética. EC é usado para tratamento de águas residuais, e EF separa efetivamente o lodo floculado das águas residuais. O EO é empregado principalmente para reduzir matéria orgânica, poluentes refratários e nutrientes de águas residuais10.

O EBR tem várias aplicações para o tratamento de águas residuais, desde águas residuais municipais brutas11 até lixiviados de aterros sanitários12,13,14,15. Também foi examinado para tratar compostos químicos específicos em águas residuais, como redução do ácido 2,4-dicolorofenoxiacético, degradação de tetraciclina, degradação de antibióticos e redução de poluentes orgânicos refratários14,16. Além disso, o EBR tem sido empregado para reduzir a incrustação da membrana no tratamento de águas residuais6,17. O EBR tem sido utilizado para tratar efluentes combinados com membrana submersa18,19,20 e como processo de tratamento com eletroperoxina14,21,22. Apesar da ampla aplicação em estudos de tratamento de águas residuais23,24,25, a avaliação do desempenho de EBR para tratamento de HWW ainda é inexistente. Isso se deve principalmente às suas aplicações limitadas combinadas com outras técnicas que suportam sistemas de tratamento, em vez de executar totalmente sistemas de tratamento individuais. Portanto, este estudo foi realizado para investigar o desempenho do EBR como um sistema de tratamento específico para HWW.