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Título: Quantificação de bactérias nitrificantes, desnitrificantes e heterotróficas em reator de leito estruturado utilizado no tratamento de efluentes de laticínios
Título(s) alternativo(s): Quantification of nitrifying, denitrifying and heterotrophic bacteria in a structured bed reactor used in the treating of dairy effluent
Autor(es): Macieirinha, Victória Romualdo
Orientador(es): Prates, Katia Valeria Marques Cardoso
Palavras-chave: Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico
Indústria de laticínios
Bactérias
Sewage - Purification - Biological treatment
Dairy products industry
Bacteria
Data do documento: 7-Dez-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: MACIEIRINHA, Victória Romualdo. Quantificação de bactérias nitrificantes, desnitrificantes e heterotróficas em reator de leito estruturado utilizado no tratamento de efluente de laticínios. 2017. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2017.
Resumo: O efluente das indústrias de laticínio em decorrência da concentração de matéria orgânica e nitrogênio deve receber tratamento antes de ser lançado aos corpos hídricos, minimizando desta forma a contaminação das suas águas. Nos sistemas de tratamento biológico, as bactérias heterotróficas removem matéria orgânica e parte do nitrogênio. As bactérias oxidadoras de amônia (autotróficas), bactérias oxidadoras de nitrito (autotróficas) e as desnitrificantes (heterotróficas) são responsáveis pela transformação do nitrogênio amoniacal em formas mais oxidadas (nitrificação) e posterior liberação do nitrogênio gasoso (desnitrificação). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estimar a concentração de bactérias nitrificantes, desnitrificantes e heterotróficas em um reator de leito estruturado tratando efluente de laticínios, submetido a duas condições operacionais, Fase I com aeração contínua e Fase II com aeração intermitente. Para a realização deste trabalho foi utilizado um reator de leito estruturado com volume útil de 2,125 L com material suporte (MS) de espuma de poliuretano. Foram avaliadas duas fases operacionais: Fase I (aeração contínua) e Fase II (aeração intermitente - 2 h de aeração(AE) /1h sem aeração (AN), com Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) de 16 horas. Foram coletadas amostras de MS, efluente (EF) e lodo (LD) em diferentes tempos de funcionamento do reator para determinação da concentração de BOA, BON e desnitrificantes utilizando a técnica de número Mais Provável (NMP) e de bactérias heterotróficas utilizando a técnica de contagem padrão em placas. O resultado da quantificação das bactérias foi comparado aos parâmetros físico químicos de: pH, alcalinidade total, DQOT, Nitrogênio Kjeldhl Total (NKT), N-amoniacal – N-NH4+, nitrito- N-NO2- e nitrato- N-NO3. Em relação aos dados microbiológicos, na Fase I, pela condição operacional do sistema estar fornecendo oxigênio constantemente, o processo de nitrificação foi favorecido, porém o processo de desnitrificação, que ocorre na ausência de oxigênio, foi desfavorecido por esta fase. Na Fase II, o sistema estava operando com aeração intermitente, possibilitando o processo de nitrificação e desnitrificação simultânea, o que é confirmado pela melhor eficiência de remoção de nitrogênio do sistema (76%). Na Fase II é possível observar que houve o aumento da quantidade de UFC/mL das bactérias heterotróficas indicando que este grupo pode ter se adaptado melhor as condições de operação, além de apresentar maior abundância e diversidade de bactérias heterotróficas nas placas de Petri analisadas. Com base nos resultados, é possível concluir que o reator se mostrou eficiente na remoção de nitrogênio e matéria orgânica em decorrência das bactérias presentes no reator.
Abstract: The effluent from the dairy industries as result to the concentration of organic matter and nitrogen must receive treatment before being released to the water bodies, thus minimizing the contamination of their waters. In biological treatment systems, heterotrophic bacteria remove organic matter and part of the nitrogen. Oxidizing bacteria ammonia, oxidizing bacteria nitrite and denitrifying bacteria (heterotrophic) are responsible for the transformation of ammoniacal nitrogen into more oxidized forms (nitrification) and subsequent release of gaseous nitrogen (denitrification). Thus, the objective of this work was to estimate the concentration of nitrifying, denitrifying and heterotrophic bacteria in a structured bed reactor treating dairy effluent, submitted to two operational conditions, Phase I with continuous aeration and Phase II with intermittent aeration. For this study, a structured bed reactor with a useful volume of 2.125 L with polyurethane foam support material (MS) was used. Two operational phases were evaluated: Phase I (continuous aeration) and Phase II (intermittent aeration - 2 h of aeration (AE) / 1h without aeration (AN), with Hydraulic Holding Time (TDH) of 16 hours. Samples of MS, effluent (EF) and sludge (LD) were collected at different reactor operating times to determination the concentration of BOA, BON and denitrifiers using the Most Probable Number (MPN) technique and heterotrophic bacteria using the standard counting technique in plates. The results of the quantification of the bacteria were compared to the chemical parameters of pH, total alkalinity, DQOT, Nitrogen Kjeldhl Total (NKT), N-ammoniacal-N-NH4 +, nitrite- N-NO2- and nitrate- N-NO3-. Comparing the microbiological data, in Phase I, due to the operational condition of the system being constantly supplying oxygen, the nitrification process was favored, but the denitrification process, which occurs in the absence of oxygen, was disadvantaged by this phase. In phase II, the system was operating with intermittent aeration, allowing the simultaneous nitrification and denitrification process, which is confirmed by the better nitrogen removal efficiency of the system (76%). In Phase II it is possible to observe that there was an increase in the amount of UFC / mL of the heterotrophic bacteria indicating that this group can be better adapted to the operating conditions, besides showing greater abundance and diversity of heterotrophic bacteria in the Petri dishes analyzed. Based on the results, it is possible to conclude that the reactor was efficient in the removal of nitrogen and organic matter due to the bacteria present in the reactor.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9552
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