Aproveitamento de resíduos industriais para a biofiltração do sulfeto de hidrogênio

Abstract

Resumo: O sulfeto de hidrogênio é um gás incolor extremamente tóxico, que causa danos ao sistema nervoso central. Os locais potenciais de geração do sulfeto de hidrogênio são as indústrias de celulose e papel, processamento de alimentos, tratamento de esgotos, refinarias de petróleo e curtumes. Atualmente existem diferentes processos físicos, químicos e biológicos para o tratamento do sulfeto de hidrogênio. No processo da biofiltração os gases poluídos passam através de um leito fixo de material que serve como suporte para os microorganismos, os quais convertem os poluentes em produtos menos tóxicos. Neste trabalho foram estudados três diferentes materiais suportes: bagaço de cana, cascas de árvore Pinus e turfa comercial para a biofiltração de uma mistura gasosa de sulfeto de hidrogênio diluído em ar (0,3% v/v). O material suporte foi inoculado com lodo ativado de uma indústria de celulose e papel da região. Para a determinação da eficiência de remoção do sulfeto de hidrogênio foi utilizada uma instalação em escala de laboratório, que continha nove biofiltros montados com os suportes estudados, todos dispostos em um banho com temperatura controlada na faixa de 30º C - 33º C. Cada biofiltro, com material suporte de 6 a 72 g, foi impregnado com lodo ativado de 36 a 50 g. A concentração de entrada do sulfeto de hidrogênio variou de 0,083 g/m³ (62 ppmv) a 0,544 g/m³ (408 ppmv). A vazão de alimentação variou de 1031,27 ml/min a 3845,94 ml/min, durante os 29 dias da experiência. Os resultados obtidos mostram que a eficiência de remoção do sulfeto de hidrogênio varia de 66 a 93% para todos os biofiltros estudados. Durante os experimentos a variação da umidade, pH, peso, altura do leito e perda de carga dos biofiltros foram determinados. Os resultados indicam que é possível a utilização de resíduos industriais bagaço de cana e casca de Pinus na remoção do sulfeto de hidrogênio pelo processo de biofiltração, onde as melhores eficiências de remoção do H2S durante o processo foram apresentadas pelos biofiltros com casca de Pinus.

Abstract: The hydrogen sulfide is an odorous and colorless gas, extremely toxic that causes damages to the central nervous. The hydrogen sulfide is potentially generated in pulp and paper industries, food manufacturing processes, sewage treatment plants, petroleum refineries and tanneries. Different physical, chemical and biological hydrogen sulfide treatment processes are available nowadays. In the biofiltration process the residual gases passes through a fixed bed which serves as the support for the microorganisms. The microorganisms in the bed consume the pollutants, usually converting them to simple and harmless products to the environment. Three different packing materials, sugar cane bagasse, Pinus tree bark and peat, were evaluated for the biofiltration of a mixture of hydrogen sulfide diluted in air (0,3% v/v). The packing material was seeded with activated sludge from one pulp and paper industry from the region. A laboratory scale installation with nine biofilters was used to evaluate the hydrogen sulfide removal efficiency. The biofilters were mounted into a warm and controlled bath, where the temperature was kept between 30º C - 33º C. The packing material of each biofilter consisted of 6 – 72 g impregnated with 36 – 50 g of activated sludge. During the 29 days of the experiment, the hydrogen sulfide inlet concentration varied from 0,083 g/m³ (62 ppmv) to 0,544 g/m³ (408 ppmv) and the feed flow rate varied from 1031,27 ml/min to 3845,94 ml/min. The hydrogen sulfide removal efficiency was in the range of 66 – 93% for all biofilters. During the experiment data on the bed moisture, pH, weight, height and pressure drop were collected. The results show that it is possible to use the sugarcane bagasse and Pinus tree bark residues to remove hydrogen sulfide by using biofiltration process. The Pinus tree bark showed the best results of removal efficiency in this process.