Remoção biológica de nitrogênio amoniacal de efluentes com alta salinidade

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Quartaroli, Larissa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico; Efluentes; Petróleo; Nitrificação; Diversidade microbiana; Engenharia Civil
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8272

A presente tese teve como objetivo analisar os efeitos do sal na remoção de amônia e na diversidade da comunidade microbiana envolvida neste processo. O trabalho foi dividido em três etapas, descritas em três artigos técnico-científicos. O primeiro artigo abordou os efeitos da salinidade na remoção de amônia de águas de produção de petróleo, em reatores em batelada sequencial. Foram realizados ensaios de bancada com a construção de reatores biológicos com alimentação intermitente. Utilizou-se lodo e efluentes industriais provenientes de uma estação de tratamento de efluentes de um terminal de petróleo. Os experimentos mostraram que se pode alcançar uma remoção completa de amônia via nitrificação biológica a concentrações de sal de até 100 g NaCl L^-1. No entanto, a uma concentração de 125 g NaCl L^-1, os microrganismos nitrificantes foram inibidos e uma remoção muito baixa de amônia foi observada nessas condições. No segundo artigo avaliaram-se as mudanças do perfil da comunidade microbiana do lodo responsável pela remoção de amônia da água de formação de petróleo quando submetidas ao aumento gradual de sal (NaCl) na etapa anterior. Analisou-se amostras de lodo de dois reatores biológicos em batelada sequencial, que foram operados com adição semanal de 5 g L^-1 de NaCl, até a completa inibição do processo de remoção de amônia que ocorreu com uma concentração de 125 g L^-1. Durante o processo de aclimatação do lodo ao sal, as amostras foram coletadas e tiveram seu DNA extraído. Realizou-se o PCR-DGGE e o sequenciamento massivo do gene rRNA 16S para análise da diversidade microbiana. Os perfis de bandas do PCR-DGGE mostraram que ocorreu uma mudança na comunidade microbiana à medida que se aumentou a concentração de sal no reator. Observou-se uma redução da presença de bactérias e concomitantemente um aumento das populações de archaeas. Os dados do sequenciamento revelaram que a remoção de amônia no reator é realizada por diferentes vias, através de bactérias nitrificantes autotróficas (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira e Nitrococcus), Archaea oxidante de amônia (Candidatus nitrosoarchaeum), microrganismos ANAMMOX (Candidatus Brocardia, Candidatus Kuenenia e Candidatus Scalindua) e potenciais nitrificantes heterotróficos (Paracoccus spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp., Marinobacter sp., e Alcaligenes spp.). O terceiro trabalho investigou os efeitos do aumento gradual da concentração de NaCl na eficiência de remoção de amônia e na estrutura e diversidade da comunidade microbiana do grânulo aeróbio. Para tal, dois reatores biológico em batelada sequencial foram operados visando a formação de lodo granular aeróbio. Os reatores foram alimentados com efluente sintético, o qual foi enriquecido com NaCl, cuja concentração foi aumentada 5 g L^-1 de NaCl por semana. A remoção de amônia se manteve eficiente até salinidade de 40 g L^-1, sendo observado um leve decréscimo da eficiência com o aumento da salinidade. Não houve acumulo de nitrito e nitrato no efluente tratado, a remoção de ambos aumentou com o acréscimo de NaCl. Tais resultados evidenciaram a ocorrência de nitrificação/desnitrificação simultânea. Com o aumento da concentração de sal nos reatores os grânulos diminuíram de tamanho até se desintegrarem. A granulação aeróbia foi desfavorecida em concentração de NaCl acima de 10 g L^-1. A abundância de bactéria e archaea aumentou com o acréscimo de NaCl. Diversos gêneros de microrganismos responsáveis pela remoção de nitrogênio foram identificados no sequenciamento, incluindo aqueles envolvidos nos processos de nitrificação e desnitrificação convencionais (Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrobacter, Denitromonas, Paracoccus, Bacillus, Klebsiella, Pseudomonas, Nitratireductor, Achromobacter, Thiobacillus, Azoarcus, Thauera, Alcaligenes, Hyphomicrobium, Rhodopseudomonas e Micrococcus), os microrganismos ANAMMOX (Candidatus kuenenia) e os heterotróficos (Paracoccus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Alcaligenes sp. e Aeromonas sp.).