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http://hdl.handle.net/1843/ENGD-7ABPA7| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Estudo da diversidade microbiana metanogênica em reatores UASB tratando esgoto sanitário |
| Authors: | Erika Ferreira de Abreu |
| First Advisor: | Silvana de Queiroz Silva |
| First Co-advisor: | Carlos Augusto de Lemos Chernicharo |
| First Referee: | Juliana Calábria de Araújo |
| Second Referee: | Maria de Lourdes Florêncio dos Santos |
| Abstract: | A diversidade microbiana metanogênica do lodo anaeróbio de dois reatores UASB (denominados de R1 e R2, sendo R2 precedido por uma unidade de peneiramento forçado), tratando esgoto sanitário, foi avaliada por meio de técnicas moleculares (PCR-DGGE e FISH). Os reatores foram operados com aplicação de diferentes velocidades ascensionais: fase 1 (0,50m/h), fase 2 (0,71 m/h), fase 3 (1,10 m/h), fase 4 (0,50 m/h) e fase 5 (0,71 m/h). As amostras de lodo foram coletadas ao final de cada fase, em três diferentes alturas de cada reator. Os resultados das análises de PCR-DGGE mostraram que a comunidade de arquéias metanogênicas é constituída por cerca de 5 populações distintas, e que essa diversidade não foi alterada pela imposição de diferentes velocidades ascencionais. Porém alterações foram observadas na intensidade das bandas, o que sugere diminuição na abundância destes microrganismos nas fases 3 e 4. Também não houve diferença na diversidade de arquéias entre os dois reatores, sugerindo que a existência de uma unidade de peneiramento forçado não altera os tipos metanogênicos presentes no reator. Análises de FISH de amostras da fase 5 com a sonda ARC915 revelaram 4 tipos morfológicos diferentes: dois similares a metanogênicas acetoclásticas típicas (filamentos do gênero Methanosaeta e agregados de cocos do gênero Methanosarcina) e outros dois filamentos, diferentes dos de Methanosaeta, provavelmente relacionados a metanogênicas hidrogenotróficas. O morfotipo de Methanosaeta foi o mais observado, compreendendo 63 a 87% do total de arquéias. Análises de FISH de testes de AME com lodo retirado dos mesmos reatores UASB, cultivado com substratos específicos, mostraram um número bem reduzido de microrganismos em relação às amostras colhidas diretamente dos reatores. Nos cultivos com acetato e formiato houve a predominância de Methanosaeta e foram os que apresentaram os melhores resultados de AME (70% de eficiência de produção de metano), embora, no cultivo com formiato, era esperada a predominância de metanogênicas hidrogenotróficas uma vez que tal substrato é específico para este grupo microbiano. A associação sintrófica de membros de Methanosaeta com bactérias homoacetogênicas explicaria tal resultado, uma vez que estas produzem acetato a partir da degradação de formiato. O cultivo com glicose mostrou uma baixa eficiência de produção de metano (19%) e baixo pH (5,1), com predominância de arquéias filamentosas diferentes de Methanosaeta. Quanto à remoção de DQO filtrada durante as fases operacionais, ela foi similar em ambos reatores, indicando que a estabilidade da comunidade microbiana foi seguida pela estabilidade do desempenho dos mesmos. Os resultados como um todo sugerem que ambos reatores apresentavam uma comunidade de arquéias similar, constituída principalmente por filamentos típicos de Methanosaeta, confirmando a importância e a predominância deste grupo microbiano na cadeia final de degradação anaeróbia em reatores UASB. |
| Abstract: | The methanogenic microbial diversity of anaerobic sludge in two UASB reactors (denominated R1 and R2), treating domestic wastewater, was evaluated by molecular techniques (PCR-DGGE and FISH). The reactors were operated under 5 operational phases, with application of different upflow velocities: phase 1 (0,50 m/h), phase 2 (0,71 m/h), phase3 (1,10 m/h), phase 4 (0,50 m/h) and phase 5 (0,71 m/h). The sludge samples were collected at the end of each phase from three different heights of reactors. The results of PCR-DGGE analyses for all samples showed that the archaeal community was mainly constituted by 5 distinct populations and that this diversity was not altered by the imposition of different upflow velocities. However changes were observed in the intensity of the bands, which suggests that the abundance of these microorganisms decreased with the increase of upflow velocity. In addition, there was no difference in diversity of Archaea between the tworeactors, indicating that the presence of a forced screening unit preeceding R2 did not alter the methanogenic types present in the reactor. FISH analyses of samples of phase 5 with ARC915 probe revealed four different morphological types: two were very similar to typical acetoclastic Archaea (rods or filaments of genus Methanosaeta and cocci aggregated of genus Methanosarcina) and other two filaments, different from those of Methanosaeta, probably related to ydrogenotrophic methogens. Methanosaeta-like cells were the most observed archaea and accounted up to 2,29 x 108 cells/mL, comprising about 63 to 87% of total archaeal community. FISH analyses of SMA tests (specific methanogenic activity) incubated with sludge of the same UASB reactors grown with specific substrates showed predominance of Methanosaeta-like cells in two tested substrates (acetate and formate). The filtered COD removal of both reactors was similar which indicates that the estability of the microbial community was followed by estability of reactors performance. The results suggest that both reactors showed a similar archaeal community, constituted mainly by typical rods ofMethanosaeta, confirming the importance of this microbial group in the final chain of anaerobic degradation at UASB reactors. |
| Subject: | Lodo de esgoto Engenharia sanitária Microbiologia sanitaria Saneamento |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/ENGD-7ABPA7 |
| Issue Date: | 19-Oct-2007 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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