Influence of inoculum source on the enrichment of ANAMMOX and SRAO microbial communities

Autor: PAULA, Rafaela Carvalho
Přispěvatelé: RODRIGUEZ, Renata Piacentini, MOURA, Rafael Brito de, BRUCHA, Gunther, SOUZA, Theo Syrto Octavio de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL
Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL)
instacron:UNIFAL
Popis: O tratamento biológico de águas residuárias ricas em nitrogênio tem alcançado maior espaço nos últimos anos. A remoção biológica anaeróbia da amônia se apresenta como um processo promissor nesta área. O processo de oxidação anaeróbia da amônia (ANAMMOX) é uma rota metabólica mediada por microrganismos, a qual se caracteriza pela oxidação anaeróbia da amônia utilizando o nitrito como aceptor final de elétrons com geração de nitrogênio gasoso. Outro processo biológico anaeróbio para remoção de amônia, recentemente descrito, denominado sulfate-reducing ammonium oxidation (SRAO), associa a oxidação da amônia à remoção de sulfato, com geração de nitrogênio gasoso e enxofre elementar. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de enriquecimento de microrganismos ANAMMOX em reatores em batelada, a partir de quatro inóculos anaeróbios (Experimento I), os quais foram: lodo termofílico utilizado no tratamento de vinhaça (I1), dois inóculos provindos de estações de tratamento de avícola: Pereiras (I2) e Dacar (I3), e um inóculo utilizado na biorremediação de drenagem ácida de mina (I4). Além disso, avaliar o potencial de adaptação de um inóculo aeróbio provindo de uma planta de lodos ativados utilizada no tratamento de águas residuárias municipais para adaptação ao processo ANAMMOX (reator R1) e SRAO (reator R2) em reatores em batelada (Experimento II). Em ambos os experimentos os reatores foram incubados a 35ºC, mantidos sob agitação e monitorados quanto ao consumo de compostos nitrogenados, sulfato, DQO e pH durante 322 dias para o Experimento I e 154 dias para o Experimento II. No experimento I, observou um longo período de intensa atividade desnitrificante, a qual somente foi desfavorecida com o aumento da concentração de nitrito e amônia. No entanto, essa atividade permaneceu até o final da operação, provavelmente devido à condição em batelada dos reatores, em que células mortas ficam retidas no reator e podem ser utilizados como doador de elétrons na via desnitrificação heterotrófica. A presença de microrganismos ANAMMOX foi detectada por meio da técnica de PCR em tempo real no reator inoculado com lodo provindo de um UASB utilizado no tratamento de efluente da avícola DACAR, provavelmente devido ao fato de o inóculo utilizado já operar com compostos nitrogenados favorecendo a presença de microrganismos ANAMMOX. No Experimento II, não foi detectada atividade ANAMMOX no reator R1 e também não foi observada atividade de redução simultânea da amônia e sulfato no reator R2, provavelmente devido ao curto tempo de operação. A presença de bactérias ANAMMOX não foi detectada nestes reatores. Biological treatment of nitrogen rich wastewater has a promising potential, specially when considering the biological anaerobic removal of. The ANAMMOX process is a metabolic route mediated by microorganisms characterized by anaerobic oxidation of ammonia using nitrite as final electron acceptor and generating nitrogen gas as final product. Since 2001, another recently discovered was the anaerobic biological process for ammonia removal called sulfate-reduction ammonium oxidation (SRAO) which associates ammonium oxidation and sulfate removal. This process is ruled by ammonia oxidation coupled to sulfate reduction, releasing gaseous nitrogen and elemental sulfur. The aim of this work was to evaluate the potential for ANAMMOX and SRAO enrichment of microorganisms using batch reactors. For the ANAMMOX enrichments, four anaerobic inoculum was evaluated (Experiment I), which were: thermophilic sludge used on the treatment of vinasse (I1), two inoculum from poultry wastewater treatment plants: Pereiras (I2) and Dacar (I3), and an inoculum from a reactor used to treat acid mine drainage (I4). In addition, it was also evaluated the adaptation potential of an aerobic inoculum from an activated sludge plant treating sewage for adaptation to the ANAMMOX (reactor R1) and SRAO (reactor R2) process in batch reactors (Experiment II). The consumption of nitrogen compounds, sulfate, COD and pH were monitored for 322 days for Experiment I and 154 days for Experiment II. In experiment I, it was observed a period of intense denitrifying activity, which was disadvantaged with the increase of nitrite and ammonia concentration. However, this activity remained until the end of the operation probably because dead cells were retained and could be used as an electron donor via heterotrophic denitrification. The presence of ANAMMOX microorganisms was detected by real-time PCR technique in the batch reactor with the inoculum from the UASB reactor treating poultry wastewater. This was only possible probably because the inoculum already treated nitrogen compounds, which favored the presence of these microorganisms. In Experiment II, neither ANAMMOX activity or SRAO activity were observed, probably due to the short operating time. The presence of ANAMMOX bacteria was not detected in these reactors. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Databáze: OpenAIRE
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