Caracterização da comunidade bacteriana de filtros biológicos percoladores tratando efluente anaeróbio
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcos Von Sperling
Silvana de Queiroz Silva
Claudia Etchebehere Arenas
Silvana de Queiroz Silva
Claudia Etchebehere Arenas
Resumo
A pesquisa caracterizou a comunidade bacteriana desenvolvida em filtros biológicos percoladores (FBPs) utilizados no pós-tratamento de efluente de reator UASB. Os FBPs apresentavam configurações similares, porém um era preenchido por placas de polietileno e o outro, por placas intercaladas com espumas de poliuretano. O FBP de espuma apresentou maior retenção de biomassa e maiores eficiências de remoção de matéria orgânica carbonácea e íon amônio. Relações alimento/micro-organismo (g de DQOsolúvel /g de STV.d) estimadas para cada reator mostraram que as condições nutricionais eram mais escassas no FBP de espuma em virtude do maior acúmulo de biomassa nos seus compartimentos. Análises de pirosequenciamento mostraram que a comunidade bacteriana desenvolvida em cada reator foi completamente diferente, embora o filo predominante em ambos tenha sido Proteobacteria. No FBP de espuma, outros filos abundantes foram Verrucomicrobia e Planctomycetes, que incluem, respectivamente, bactérias oligotróficas de lento crescimento e com estrutura celular complexa, características de organismos K-estrategistas. No FBP de placa, entretanto, os outros grupos mais abundantes eram o filo Acidobacteria e a classe Clostridia, esta última conhecida por incluir bactérias generalistas de crescimento rápido, característica de organismos r-estrategistas. Dentro do ciclo do nitrogênio, o grupo predominante foi o de bactérias desnitrificantes. As abundâncias relativas de nitrificantes foram maiores no FBP de placa, entretanto, em termos absolutos, o meio-suporte de espuma teve maior quantidade dessas bactérias em virtude de sua maior capacidade de retenção de sólidos. A coexistência de nitrificantes, anammox e desnitrificantes nos compartimentos do FBP de espuma significa que diferentes vias metabólicas estavam envolvidas na remoção de compostos nitrogenados. Variações nas estruturas da comunidade bacteriana em geral, inclusive nas de AOB e de desnitrificantes, foram atribuídas principalmente às reduções nas concentrações de substratos (matéria orgânica, íon amônio, etc.) ocorridas ao longo dos compartimentos e ao longo do tempo. Conclui-se que o meio-suporte de espuma promoveu maior retenção de micro-organismos e diversificação de condições ambientais no FBP, selecionando uma biomassa essencialmente constituída por micro-organismos de crescimento lento, mais eficiente na remoção de compostos orgânicos e nitrogenados, resultando no aprimoramento do sistema UASB-FBP.
Abstract
The study characterized the bacterial community developed in trickling filters (TF) used in the post-treatment of UASB reactor effluent. The TF had similar configurations, but one was filled with plates of polyethylene and the other, interspersed plates with polyurethane sponges. The sponge-TF showed higher biomass retention and higher removal efficiency of carbonaceous organic matter and ammonium ion. Food/ microorganism relationships (g CODsoluble / g TVS.d) estimated for each reactor showed that the nutritional conditions were scarcer in sponge-TF due to the higher biomass accumulation in their compartments. Pyrosequencing analyzes showed that bacterial community developed in each reactor was completely different, even though the predominant phylum has been Proteobacteria in both reactors. In the sponge-TF, other abundant phyla were Verrucomicrobia and Planctomycetes, which include, respectively, slow-growing oligotrophic bacteria and bacteria with complex cell structure, characteristics of K-strategist organisms. However in plate-TF, the other abundant groups were Acidobacteria phylum and Clostridia class, the latter known to include generalist fast-growing bacteria, characteristics of r-strategist organisms. Within the nitrogen cycle, the predominant group was the denitrifying bacteria. The relative abundances of nitrifying were higher in TF-plate, however, in absolute terms, sponge packing media retained greater amount of bacteria because of its greater capacity for solids retention. The coexistence of nitrifying, denitrifying and anammox in sponge-TF compartments means that different metabolic pathways were involved in the removal of nitrogenous compounds. Variations in the structures of the bacterial community in general, including in the AOB and denitrifying, were attributed primarily to reductions in the concentrations of substrates (organic matter, ammonium ion, etc.) occurring along the compartments and over time. We conclude that the sponge packing media promoted greater retention of micro-organisms and diversification of environmental conditions in the TF, selecting a biomass primarily constituted of slow-growing microorganisms, more efficient in the removal of organic and nitrogen compounds, resulting in enhancement of UASB-TF system.
Assunto
Meio ambiente, Aguas residuais Purificação, Microbiologia sanitária, Engenharia sanitária, Saneamento
Palavras-chave
Meio Ambiente e Recursos Hídricos, Saneamento