Estudo das comunidades bacterianas em filtros biológicos percoladores utilizados para o pós-tratamento de efluentes de um reator UASB
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Silvana de Queiroz Silva
Vera Lucia dos Santos
Marcos Von Sperling
Maria Bernadete Amâncio Varesche Silva
José Luiz Sanz Martin
Vera Lucia dos Santos
Marcos Von Sperling
Maria Bernadete Amâncio Varesche Silva
José Luiz Sanz Martin
Resumo
O foco deste estudo foi investigar a influencia das condições ambientais proporcionadas por diferentes tipos de materiais suporte (escoria de alto-forno, anéis plásticos, Downflow Hanging Sponge e aparas de conduite), profundidades distintas e duas diferentes cargasorgânicas volumétricas na abundancia e distribuição de bactérias nitrificantes, na diversidade microbiana (dominio Bacteria), assim como no desempenho do reator (remoção de amônia), em quatro filtros biológicos percoladores (FBP) pós-reator UASB tratando esgoto domestico. Microrganismos de diversas complexidades e funções foram visualizados, sendo que o topo dos FBP apresentou a maior diversidade de morfologias, devido à maior disponibilidade de matéria orgânica, luz solar e oxigênio nesta altura. O aumento significativo da quantidade decélulas de Nitrobacter foi detectado do meio para o fundo de todos os FBP, em ambas as fases de operação (COV de 0,24 e de 0,38 kgDBO/m3.d), em consonância com as elevadas concentrações de nitrato e baixas concentrações de DBO também verificadas nesta porção dos filtros. Contudo, as abundancias de células de AOB e Nitrospira permaneceram constantes. As diferentes composições e configurações dos materiais suporte proporcionam condições ambientais distintas, conduzindo ao desenvolvimento de vários perfis diferentes dedistribuição e abundancias de Bactéria, AOB e NOB e T. denitrificans, sendo que o sistema DHS apresentou a maior abundancia de todos os microrganismos investigados nas duas fases de operação. Os espaços intersticiais do DHS são ideais para a retenção da biomassa etambém dos substratos disponíveis, resultando em condições ambientais muito favoráveis para a nitrificação. As contagens de Bactéria foram significativamente maiores na COV mais elevada (0,38 kgDBO/m3.d), enquanto houve um decrecimo significativo da quantidade de nitrificantes em todos os FBP. Tais aspectos estabelecem de acordo com a baixa remoção de amônia observada na fase operacional com COV mais elevada. O aumento da COV promoveu o aparecimento de microambientes anóxicos e anaeróbicos. Estas condições ambientais foram determinantes para o desenvolvimento de Thiobacillus denitrificans nos materiais suporte DHS e aparas de conduite. Apesar de os reatores terem sido alimentados pelo mesmo efluentedo reator UASB, as diferentes composições e configurações dos materiais de enchimento resultaram no desenvolvimento de diferentes condições ambientais, que favoreceram o estabelecimento diversificado de espécies. Actinobacteria, Firmicutes e o clone UTFS-R12-90-53 (não-cultivada) foram identificadas em amostras de biofilme com mais de 98% de similaridade com seqüências depositadas no NCBI provenientes de sistemas DHS e de tratamento de esgoto domestico aeróbico/anaeróbico.
Abstract
The aim of this study was to investigate the influence of environmental conditions provided by four different types of packing media, distinct depths and two different organic loading rates (OLR) on bacterial diversity, and abundance, distribution of nitrifying bacteria, as wellas on reactor performance (ammonia removal) in four trickling filters following UASB reactors treating domestic wastewater. Microorganisms of various complexities and functions were viewed, and the top of the FBP showed the highest diversity of morphologies, due to the increased availability of organic matter, sunlight and oxygen at this point. The significant increase in the number of Nitrobacter cells were detected from the middle to bottom of all TF, in both phases of operation (OLR of 0.24 and 0.38 kgBOD/m3.d), in accordance with the high nitrate concentrations and low concentrations of BOD also found in this portion of the filters.However, the abundance of cells of AOB and Nitrospira remained constant. The different compositions and configurations of packing media provide different environmental conditions, leading to the development of different profiles of distribution and abundance of Bacteria, AOB and NOB and Thiobacillus denitrificans, and the DHS system showed thehighest abundance of all organisms investigated in the two phases of operation. The interstitial spaces of the DHS are ideal for the biomass retention and also the available substrates, resulting in favourable environmental conditions to nitrification. Bacteria counts were significantly higher in the OLR of 0.38 kgBOD/m3.d., while there was a significantdecrease in the nitrifying bacteria amount in all the TF. These aspects are consistent with the low ammonia removal observed in the operational phase with higher OLR. The increase in OLR promoted the appearance of anoxic and anaerobic microenvironments. These environmental conditions were decisive for the development of T. denitrificans in DHS and plastic tubing. Although the reactors were fed with the same effluent from the UASB reactor, the different compositions and configurations of the packing medias resulted in the development of different environmental conditions that lead to the development of diversespecies. Actinobacteria, Firmicutes and the clone UTFs-R12-90-53 (uncultivated) were identified in biofilm samples with more than 98% similarity with sequences deposited at NCBI from DHS systems and an aerobic / anaerobic domestic wastewater treatment.
Assunto
Meio ambiente, Recursos hídricos Desenvolvimento, Engenharia sanitária, Esgotos Tratamento, Saneamento
Palavras-chave
tratamento de esgoto, Comunidade microbiana, filtro biológico percolador, nitrificação