Caracterização de produtos microbianos solúveis (SMPs) em reatores aeróbio e anaeróbio de bancada em diferentes condições operacionais. - Mesquita, Patrícia da Luz (2009)
O tratamento biológico é caracterizado pela utilização de bactérias, aeróbias e/ou anaeróbias, para a degradação da matéria orgânica poluente. A análise da demanda química de oxigênio (DQO) é frequentemente utilizada para quantificar a matéria orgânica nos efluentes e medir a eficiência do tratamento biológico. A DQO efluente de reatores biológicos é compreendida não apenas por compostos afluentes que não foram degradados, mas também por compostos produzidos pelos microrganismos durante o tratamento, denominados na literatura internacional de SMPs (Soluble Microbial Products). Acreditase que a minimização da DQO residual de sistemas biológicos operados na ausência de estresse e alimentados com esgoto tipicamente biodegradável pode estar diretamente relacionada à minimização da produção de SMPs e, muito embora a importância dos SMPs já tenha sido reconhecida, a revisão da literatura mostra que poucas pesquisas tentaram identificar sua estrutura química bem como relacionar sua produção a parâmetros de operação dos reatores. Portanto, o principal objetivo desta pesquisa foi caracterizar, do ponto de vista quantitativo e qualitativo, os compostos microbianos presentes na fração centrifugada do efluente de reatores aeróbio e anaeróbio de mistura completa operados em escala de bancada e alimentados com glicose e acetato. Conforme esperado, a produção de SMPs no reator aeróbio foi superior à do anaeróbio (a produção normalizada em relação à DQO afluente para as diferentes condições operacionais – SMP/So - variou de 2 a 68% no reator aeróbio e de 9 a 27% no reator anaeróbio). No reator anaeróbio, a carga orgânica aplicada não apresentou interferência significativa na conversão da DQO afluente a SMPs sugerindo que os SMPs acumulados podem ter origem principal no decaimento da biomassa ao invés da utilização do substrato. Já no reator aeróbio parece ter ocorrido o contrário. Considerando o tipo de substrato, a utilização de acetato contribuiu para uma maior produção normalizada de SMPs em ambos os reatores, comparativamente à glicose (no reator aeróbio, SMP/So de 41,9% para o acetato versus 14,1% para a glicose; no reator anaeróbio, 21,9% e 16,6% para o uso de acetato e de glicose, respectivamente). Já a temperatura parece não ter interferido significativamente na relação SMP/So no reator anaeróbio (18,1% a 15oC e 18,3% a 25oC). Por outro lado, no reator aeróbio, a produção normalizada de SMPs foi superior à temperatura de 15oC (33,8% contra 18,7% a 25oC). No reator aeróbio, a DQO relacionada ao teor de proteínas representou de 5 a 34% da DQO residual e o teor de carboidratos (também em termos de DQO) não ultrapassou 16%; já para o reator anaeróbio, o teor de proteínas atingiu seu máximo em 17% da DQO residual, o que confirma que a maior parte da DQO residual não foi proveniente de proteínas e carboidratos. Em relação aos resultados de espectrometria de massas, os SMPs produzidos em cada fase operacional não pareceram provenientes de lise celular ou de EPS. A ocorrência predominante de SMPs de baixas massas molares indicou produtos associados à utilização do substrato ou provenientes da degradação e/ou hidrólise de SMPs de alta massa molar.