Tratamento de efluente de produção de pasta kraft por Trametes versicolor

Abstract

A indústria de pasta de papel produz uma série de sub-produtos orgânicos e inorgânicos, e alguns destes causam sérios problemas de poluição. Os efluentes resultantes da produção de pasta de papel apresentam coloração e alguma toxicidade, devido a compostos clorados, lenhina residual, e outros compostos, que podem causar graves problemas ambientais quando tratados em processos convencionais. Os fungos de podridão branca da madeira possuem a capacidade de metabolizar a lenhina e seus derivados, apresentando potencialidades para o tratamento de efluentes com compostos lenhinocelulósicos e fenólicos. Estes organismos produzem enzimas oxidativas extracelulares, entre as quais, a lenhina peroxidase (LiP), a mangânes peroxidase (MnP) e a lacase. O objectivo deste trabalho foi estudar a capacidade do fungo de podridão branca da madeira, Trametes versicolor, na redução da carência química de oxigénio (CQO) e da cor de um efluente da indústria papeleira. O presente estudo pretendeu avaliar a aplicabilidade de um reactor batch sequencial (SBR) versus reactor batch no tratamento do efluente de produção de pasta de papel kraft. Foram efectuados diferentes ensaios fermentativos em batch, com Trametes versicolor em meio definido para Trametes (MDT) com limitação de carbono, e em água destilada, com diferentes concentrações de efluente industrial. O objectivo deste estudo foi o de definir as condições experimentais que permitiram a optimização da redução da CQO. A selecção das condições experimentais, indicou como condições óptimas a fermentação em meio MDT com 50% de efluente e com um inóculo de Trametes versicolor crescido durante 6 dias. A aplicabilidade do reactor SBR, no tratamento do efluente, foi analisada durante 42 dias de operação, sem suplemento de novo micélio, em dois ciclos diferentes, usando as condições experimentais previamente optimizadas. Verificou-se que a actividade enzimática da lacase e mangânes peroxidase não foram sincronizadas com a descoloração e a redução da carência química de oxigénio o que indica que a descoloração e a redução da CQO não são uma consequência directa e exclusiva da actividade destas enzimas. Os resultados obtidos, no reactor SBR, com as condições optimizadas, mostraram que foi obtida uma redução de carência química de oxigénio de 70-90% no efluente. Para o mesmo período de tempo, a redução da CQO no efluente, foi superior no tratamento no reactor SBR em relação ao tratamento efectuado em batch. O fungo revelou capacidade de desenvolvimento e degradação nos meios estudados e no reactor SBR ao longo dos 42 dias de operação. Este estudo permitiu concluir que com um reactor SBR com o fungo da podridão branca da madeira Trametes versicolor pode-se fazer o tratamento do efluente da indústria papeleira.

ABSTRACT: The pulp and paper industry produces organic and inorganic by-products, and some of these are causing serious pollution problems. Pulp and paper effluents are coloured and toxic due to the presence of chloroorganics, residual lignin and other chemical compounds causing environmental problems when treated with conventional processes. White rot fungi have the capacity to metabolize both lignin and its derivatives and therefore they present potentialities to the lignin/phenolic wastewater treatment. These organisms produce extracellular oxidative enzymes, between these, lignin peroxidase (LiP), manganese peroxidase (MnP) and laccase. The aim of this work was to study the capacity of white-rot fungi Trametes versicolor, to reduce the chemical oxygen demand (COD) and to decolourise a pulp and paper industry effluent. The present study aimed to evaluate the applicability of a sequential batch reactor (SBR) versus batch reactor on the treatment of kraft pulp wastewaters. Different batch fermentations for effluent treatment were carried out, with T. versicolor on both carbon limitated Trametes Defined Medium (TDM) and water, with different concentrations of industrial effluent. This study allowed to define experimental conditions to optimize CQO reduction. The selected experimental conditions were fermentation of TDM with 50% of effluent, and a T. versicolor inoculum grown for 6 days. The applicability of a SBR reactor for kraft pulp effluent treatment in two different cycles was studied operating during 42 days, without supplementation of new mycelium. The results indicate that the enzymatic activities of laccase and manganese peroxidase were not synchronized with decolourization and chemical oxygen demand reduction. This shows that decolourization and CQO reduction are not a direct and exclusive result of the activity of these enzymes. The obtained results, in the SBR reactor, under selected conditions, showed, that it was attained a reduction of 70 - 90% on chemical oxygen of the effluent. For the same time of operation, the CQO reduction in effluent treated on SBR, was higher than that provided in batch. This fungus has shown a very good capacity to develop and to degradate effluent in a the SBR during 42 days of operation. With this study it can be concluded that Trametes versicolor can be used on sequential batch reactors for kraft pulp effluent treatment.