Caracterização qualitativa e quantitativa dos grupos bacterianos responsáveis pelos processos de oxidação e redução de nitrogênio em sistemas de tratamento de águas residuárias
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11938Palavras-chave:
Lixiviado de aterro sanitário; Esgoto doméstico; Nitrificação e desnitrificação.Resumo
Neste trabalho objetivou-se realizar a caracterização qualitativa e quantitativa dos grupos bacterianos responsáveis pelos processos de oxidação e redução de nitrogênio, aplicando-se a técnica do número mais provável (NMP) em um sistema experimental constituído por reator UASB, Filtro Biológico Percolador (FBP) e reator anóxico, instalados e monitorados de forma sequenciada no processo de tratamento de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico. A eficiência da etapa de amonificação constatada durante a etapa de conversão do nitrogênio orgânico a inorgânico, no reator UASB foi de 6,4%, representando um acréscimo de 9,8 mg/L de nitrogênio amoniacal no efluente do reator. O NMP das bactérias oxidantes de amônia (BOA) variou de 0,8x102 a 1,4x105 NMP/100ml. Já o NMP das Oxidantes de nitrito (BON), variou de 0,8x102 a 2,2x104 NMP/100ml. Para bactérias desnitrificantes, o NMP variou de 7,0x103 a 2,6x104 NMP/100ml. A remoção biológica de nitrogênio amoniacal observada no FBP, apresentou eficiência média de 16,42%, gerando um efluente com concentração média de 136,4 mg N-NH4+.L-1 no FBP. Com base nesses resultados, o sistema experimental demonstrou capacidade de realizar os processos globais de transformação do nitrogênio. Porém, destaca-se a necessidade do controle rigoroso nos parâmetros operacionais, para atingir maiores eficiências na remoção no nitrogênio a longo prazo.
Referências
Alves, C. F., Bortoluci, C. B. C., Oliveira, E. P., Pizzo, M. M., & Rodriguez, R. P. (2018). Remoção biológica de nitrogênio em águas residuárias: uma revisão dos processos convencionais aos processos modernos. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 9(3), 174-187.
Antileo, C., Medina, H., Bornhardt, C., Muñoz, C., Jaramillo, F., & Proal, J. (2013). Actuators monitoring system for real-time control of nitrification-denitrification via nitrite on long term operation. Chemical Engineering Journal, v. 223, p. 467-478.
Anthonisen, A. C., Loehr, R. C., Prakasam, T. B. S., & Srinath, E. G. (1976). Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid. Journal (Water Pollution Control Federation), 835-852.
Apha, A. (2012). American Public Health Association Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 19. WASHINGTON: APHA, AWWA, WPCF.
Brasil. (2018). Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento. Diagnóstico dos serviços de Água e Esgoto. Brasília: SNIS.
Christensen, T. H., Kjeldsen, P., Bjerg, P. L., Jensen, D. L., Christensen, J. B., Baun, A., ... & Heron, G. (2001). Biogeochemistry of landfill leachate plumes. Applied geochemistry, 16(7-8), 659-718.
Campos, C. M. M., Carmo, F. R. D., Botelho, C. G., & Costa, C. C. D. (2006). Development and operation of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) treating liquid effluent from swine manure in laboratory scale. Revista Ciência e Agrotecnologia, v. 30, p. 140-147.
Ceballos, B. S. O., & Diniz, C. R. (2017). Técnicas de microbiologia sanitária e ambiental. Campina Grande: EDUEPB.
Coelho, D. A, Silva, A. R. S., & Castro, T. O. (2015). Análise da alcalinidade total e concentração de carbono inorgânico em trechos urbanos de rios: o exemplo do rio santa rita, região sudoeste da Bahia. In: Anais do VI congresso Brasileiro de Gestão Ambiental. Porto Alegre, RS. IBEAS.
Ferreira, E. S. (2000). Cinética química e fundamentos dos processos de nitrificação e desnitrificação biológica. In: congresso interamericano de engenharia sanitária e ambiental, 27., Porto Alegre. Anais... Rio de Janeiro: ABES, 2000.
Fleck, L., Tavares, M. H. F., & Eyng, E. (2015). Remoção biológica de nitrogênio em efluentes líquidos: uma revisão. Revista Eixo, 4(2).
He, Y., Zhou, G., & Zhao, Y. (2007). Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of “Old” landfill leachates. Environmental engineering science, 24(8), 1084-1094.
Kim, D. J., Lee, D. I., & Keller, J. (2006). Effect of temperature and free ammonia on nitrification and nitrite accumulation in landfill leachate and analysis of its nitrifying bacterial community by FISH. Bioresource technology, 97(3), 459-468.
Kim, D. J., Ahn, D. H., & Lee, D. I. (2005). Effects of free ammonia and dissolved oxygen on nitrification and nitrite accumulation in a biofilm airlift reactor. Korean Journal of Chemical Engineering, 22(1), 85-90.
Leite, V. D., Lopes, W. S., Sousa, J. T., de Albuquerque, M. V. da C., Silva, M. C. C. de P. e., Cartaxo, A. da S. B., & Dantas , G. D. (2021). Urban solid waste in the State of Paraíba and the context of environmental sustainability . Research, Society and Development, 10(1), e33110111781. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11781.
Liu, J., Yuan, Y., Li, B., Zhang, Q., Wu, L., Li, X., & Peng, Y. (2017). Enhanced nitrogen and phosphorus removal from municipal wastewater in an anaerobic-aerobic-anoxic sequencing batch reactor with sludge fermentation products as carbon source. Bioresource technology, 244, 1158-1165.
Mangili, F. B., Jacobs, A. C. P., Maroubo, L. A., Lopes, D. D., & Prates, K. V. M. C. (2010). Caracterização e quantificação de microrganismos em sistema de remoção biológica de nitrogênio de lixiviado de aterro. In: Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. 26., Porto Alegre. Anais...Porto alegre, ABES.
Metcalf, L., & Eddy, H. P. (2016). Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Tradução: Ivanildo Hespanhol, José Carlos Mierzwa. 5ed. – Porto Alegre, AMGH.
Mendonça, L.C. (2002). Microbiologia e cinética de sistemas de lodos ativados como pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio de leito expandido. 2002, 184F. Tese (Doutorado) Universidade de São Paulo, São Carlos.
Monteiro, M. M., Baettker, E. C., Aisse, M. M., & Cubas, S. A. (2019). Avaliação de sistema reator UASB seguido de filtro biológico percolador aplicado na codisposição de lixiviado de aterro sanitário com esgoto doméstico. In: Anais do 30º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro: ABES, 2019.
Nocko, L.M. (2008) Remoção de carbono e nitrogênio em reator de leito móvel submetido à aeração intermitente. Dissertação de mestrado. Universidade de São Paulo, São Carlos.
Oliveira, A. C. D. G., Blaich, C. I., Lopes, D. D., Santana, S. V., & Prates, K. (2013). NMP de bactérias nitrificantes e desnitrificantes e sua relação com os parâmetros físico-químicos em lodo ativado para remoção biológica de nitrogênio de lixiviado de aterro sanitário. Revista DAE, 61, 60-9.
Pereira, E. L., Campos, C. M. M., & Moterani, F. (2009). Efeitos do pH, acidez e alcalinidade na microbiota de um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) tratando efluentes de suinocultura. Ambiente & Água-An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 4(3), 157-168.
Pereira, A. S., Shitsuka, D.M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da Pesquisa Científica. UFSM NTE. https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.
Ruiz, G., Jeison, D., & Chamy, R. (2003). Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of wastewater with high ammonia concentration. Water research, 37(6), 1371-1377.
Sundberg, C., Tonderski, K., & Lindgren, P. E. (2007). Potential nitrification and denitrification and the corresponding composition of the bacterial communities in a compact constructed wetland treating landfill leachates. Water Science and Technology, 56(3), 159-166.
Suzuki, L. Y., Batista, A. D., & Kuroda, E. K. (2013). Estudos ecotoxicológicos de lixiviado de aterro sanitário antes e após várias etapas do tratamento. Periódico Eletrônico Fórum Ambiental da Alta Paulista, 9(11).
Sousa, J. T., Santos, K. D., Costa, M. J. C., da Costa, P. L. F., & Mota, M. F. (2005). Avaliação do desempenho do reator uasb na desnitrificação de águas residuárias domésticas. In: Congresso brasileiro de engenharia sanitária e ambiental, 23., Campo grande. Anais... Campo grande: ABES.
Torres, P., Rodríguez, J. A., Barba, L. E., Marmolejo, L. F., & Pizarro, C. A. (2009). Combined treatment of leachate from sanitary landfill and municipal wastewater by UASB reactors. Water Science and Technology, 60(2), 491-495.
Vadivelu, V. M., Keller, J., & Yuan, Z. (2007). Effect of free ammonia on the respiration and growth processes of an enriched Nitrobacter culture. Water Research, 41(4), 826-834.
Veronese, C. G., Beal, L. L., Baptista, M. T., & Girardi, J. P. (2013). Efeito da ausência de oxigênio dissolvido na remoção de DQO e nitrogênio amoniacal em SMBR do tipo Ludkack-Ettinger Modificado (MLE) no tratamento de efluente de refinaria de petróleo. In: Congresso brasileiro de engenharia sanitária e ambiental, 27., Goiânia. Anais...Goiânia: ABES.
Verstraete, W., & Philips, S. (1998). Nitrification–denitrification processes and technologies in new contexts. In Nitrogen, the Confer-Ns (pp. 717-726). Elsevier.
Wei, D., Xue, X., Yan, L., Sun, M., Zhang, G., Shi, L., & Du, B. (2014). Effect of influent ammonium concentration on the shift of full nitritation to partial nitrification in a sequencing batch reactor at ambient temperature. Chemical engineering journal, 235, 19-26.
Wu, L. N., Peng, Y. Z., Wang, S. Y., & Zhang, S. J. (2008). Effect of free ammonia on the short-cut nitrification of the municipal landfill leachate. Huan Jing ke Xue= Huanjing Kexue, 29(12), 3428-3432.
Zoppas, F. M., Bernardes, A. M., & Meneguzzi, Á. (2016). Parâmetros operacionais na remoção biológica de nitrogênio de águas por nitrificação e desnitrificação simultânea. Engenharia Sanitária e Ambiental, 21(1), 29-42.
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