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Nitrificação heterotrófica sob influência do uso e da acidez do solo / Influence of the management and acidity on heterotrophic nitrification

Valle Agostini, Marco Antonio 29 July 2003 (has links)
Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-22T19:36:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1097221 bytes, checksum: 1203c2f23cab1aa3a04571d4b51e5a22 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T19:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1097221 bytes, checksum: 1203c2f23cab1aa3a04571d4b51e5a22 (MD5) Previous issue date: 2003-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O excesso de nitrato no solo favorece perdas que comprometem a eficiência da adubação nitrogenada e o acúmulo em aqüíferos. Embora a nitrificação seja intensamente estudada em solos de clima temperado, sabe-se que pode ser intensa em solos tropicais ácidos, com a participação de microrganismos heterotróficos. Assim, idealizou-se dois ensaios para quantificar a nitrificação autotrófica e heterotrófica em solos tropicais sob diferentes condições de uso, bem como avaliar o efeito do pH sobre a nitrificação por microorganismos autotróficos e heterotróficos. O primeiro ensaio foi conduzido com: i) Luvissolo sob mata Atlântica e em área com cultivo de cacau coletado em Itabuna-BA; ii) Latossolo Vermelho sob cerradão, plantio direto e cultivo convencional coletado em Sete Lagoas-MG; e iii) Latossolo Vermelho sob cerrado, eucalipto e pastagem coletado em Paraopebas-MG. O ensaio consistiu na incubação de amostras dos solos sem adição de N-NH 4+ ou com a adição de 200 mg kg -1 de N-NH 4+ , sendo que, para quantificar a nitrificação heterotrófica utilizou-se acetileno (1% v/v) como inibidor da atividade dos nitrificantes autotróficos. A incubação foi conduzida por um período de 28 dias, realizando-se avaliações aos dois, quatro, sete, 14 e 28 dias. Os tratamentos consistiram da combinação fatorial entre oito solos, duas doses de N-NH 4+ (0 e 200 mg kg -1 ), duas condições de incubação (com e sem acetileno) e cinco tempos de amostragens, sendo dispostos segundo o delineamento de blocos casualizados com três repetições. Os resultados mostraram que os microrganismos heterotróficos tiveram mportante papel na nitrificação natural. Com a adição de N-NH 4+ , a participação dos heterotróficos diminuiu enquanto que a dos autotróficos aumentou, sendo que a nitrificação global tendeu a se manter. A tendência de menor nitrificação em sistemas próximo ao estado de clímax não foi observada, exceto no Luvissolo. O Latossolo sob cerradão apresentou maiores taxas de nitrificação quando sob cultivo, seja plantio direto ou convencional, enquanto que o Latossolo sob cerrado apresentou menores taxas de nitrificação sob vegetação natural e eucalipto, resultado atribuído à baixa disponibilidade de nutrientes e a elevada acidez do solo. O segundo ensaio foi conduzido somente com os três solos sob vegetação natural (Luvissolo sob mata Atlântica e Latossolos Vermelho sob cerradão e cerrado), em arranjo fatorial de 3 x 3 x 2 x 5 (três solos, três fontes de nitrogênio, duas condições de incubação, e cinco níveis de acidez) com três repetições. Como fonte de nitrogênio, aplicou-se sulfato de amônio ou peptona, tendo como controle uma amostra sem adição de nitrogênio. Para quantificar a contribuição dos microrganismos autotróficos e heterotróficos, amostras foram incubadas na presença ou ausência de acetileno. Resultados inesperados foram obtidos com relação a atividades dos microorganismos heterotróficos em relação aos autotróficos em resposta ao pH, pois ambos responderam de forma semelhante sendo que as máximas atividades de nitrificação situaram-se próximo da neutralidade. Todos os solos responderam a adição de peptona como fonte orgânica de nitrogênio, exceto o Latossolo Vermelho sob cerradão. / The excess of nitrate in soils favors losses that commit the efficiency of the nitrogen fertilizer and may cause its accumulation in water. Although the nitrification is studied intensely in soils of temperate climate, it has been known that nitrification can be intense in acidic tropical soils, with the participation of heterotrophic microorganisms. This study conducted two experiments to quantify the autotrophic and heterotrophic nitrification in three tropical soils under different use conditions, and the effect of soil pH on nitrification activity of autotrophic and heterotrophic microorganism. The first experiment was conducted with: i) Alfisol under Atlantic forest and in area with cocoa; ii) Oxisol under "cerradão", conventional and no-till management; and iii) Oxisol under "cerrado", eucalyptus and pasture. The experiment consisted in a factorial arrangement of eight soils, two levels of N-NH 4+ (with or without NH 4 (SO 4 )), two incubation conditions and five samplings, disposed according a randomized block design with three replicates. To quantify the heterotrophic nitrification, samples were incubated with acetylene to inhibit the activity of autotrophic nitrifiers. The incubation was led by a period of 28 days, taking place evaluations at 2, 4, 7, 14 and 28 days. The heterotrophic microorganisms had important role in natural nitrification, without application of N-NH 4+ . In the potential nitrification, with the addition of N-NH 4+ , the participation of the heterotrophics decreased while the autotrophic nitrification increased. The expected lower nitrification in environments close to the climax was not observed, except in Alfisol. Oxisol under "cerrado" presented higher nitrification rates when under cultivation, while Oxisol under "cerrado" presented smaller nitrification rates under natural vegetation and eucalyptus, result attributed to the low fertility and high acidity of the soil. The second experiment was conducted only with three soil under native vegetation (an Alfisols under Atlantic forest and two Oxisols under "cerrado" and "cerrado"). A factorial arrangement of 3 x 3 x 2 x 5 (three soils, three source of nitrogen, two incubation conditions and five levels of acidity) with three replicates was applied to combine all factors. The three nitrogen sources were ammonium sulfate (as mineral source), peptone (as organic source), and the control (soil endogenous nitrogen). Acetilene was used to quantify the contribution of the autotrophic and heterotrophic microorganisms to the nitrification process. Unlike the expected result, the activity of the heterotrophics microorganism in pH near to neutrality increased, and the pH values for the maximum nitrification activity were similar to the pH soil values required by the autotrophic ones. In addition the peptone treatment did stimulate nitrification in all soils, except Oxisol.
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Aplicação da via curta para remoção biológica de nitrogênio de lixiviado de aterro sanitário utilizando reator em batelada sequencial

Santana, Luiz Felipe Tavares 11 1900 (has links)
Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-07-28T17:34:50Z No. of bitstreams: 1 APLICAÇÃO DA VIA CURTA PARA REMOÇÃO DE NITROGÊNIO DE LIXIVIADO DE ATERRO SANITÁRIO UTILIZANDO REATOR EM BATELADA SEQUENCIAL.pdf: 2042807 bytes, checksum: 2294e764bede643e42b039fc3f28185b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-07-28T17:35:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 APLICAÇÃO DA VIA CURTA PARA REMOÇÃO DE NITROGÊNIO DE LIXIVIADO DE ATERRO SANITÁRIO UTILIZANDO REATOR EM BATELADA SEQUENCIAL.pdf: 2042807 bytes, checksum: 2294e764bede643e42b039fc3f28185b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-28T17:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 APLICAÇÃO DA VIA CURTA PARA REMOÇÃO DE NITROGÊNIO DE LIXIVIADO DE ATERRO SANITÁRIO UTILIZANDO REATOR EM BATELADA SEQUENCIAL.pdf: 2042807 bytes, checksum: 2294e764bede643e42b039fc3f28185b (MD5) / A presente pesquisa teve o objetivo de estudar a remoção biológica de nitrogênio amoniacal (N-NH3) e matéria orgânica biodegradável presente em lixiviado de aterro sanitário, aplicando a nitrificação por meio da via curta, operando um reator de polietileno, em bateladas sequenciais, com volumes úteis superiores a 400 L, ou seja, em escala piloto, aerado por meio de compressor de 1 cv. O experimento foi realizado no aterro sanitário em operação há onze anos, localizado no município de Camaçari - Bahia e operado pela empresa LIMPEC, responsável pelos serviços de coleta, transporte e destinação final dos resíduos sólidos urbanos e industriais não perigosos, gerados nos municípios de Camaçari e Dias D’Ávila, Bahia. O experimento foi conduzido durante 165 dias. Foram realizados: 7 (sete) ciclos de tratamento utilizando razões de troca volumétrica de 10% e aerando o conteúdo do reator por 18 horas; 5 (cinco) ciclos com razão de troca volumétrica de 20% e aerando o conteúdo do reator por 18 horas e, finalmente, 7 (sete) ciclos com razão de troca volumétrica igual a 20% e aerando o conteúdo do reator por 24 horas. Todos os ciclos de tratamento foram operados com o conteúdo do reator a temperatura ambiente, sem correção de pH, e a concentração de oxigênio dissolvido (OD), durante a aeração, foi sempre inferior a 1,0 mg O2/L. Os melhores resultados de eficiência de remoção de poluentes de interesse foram obtidos quando o sistema foi operado com RTV iguais a 10 e 20% e tempos de aeração iguais a 18 e 24 horas respectivamente. Nessas condições operacionais, a remoção de N-NH3 variou entre 56 e 100%, correspondendo a concentrações efluentes entre 0,0 e 84,0 mg N-NH3/L, ou seja, durante 11 ciclos de tratamento o efluente atendeu à Resolução CONAMA 430/2011. O alcance do acúmulo de nitrito, avaliado por meio da razão nitrito/nitrogênio oxidado, mostrou-se estável durante todo o experimento. Ao longo dos 19 ciclos de tratamento essa razão variou entre 0,74 e 1,0, demostrando a predominância de nitrito, sendo possível devido a um conjunto de fatores, principalmente concentrações de OD e amônia livre, pH inicial e sua variação em cada ciclo aeróbio e presença de compostos tóxicos, não sendo atribuído a parâmetros inibitórios isolados. O processo ainda possibilitou remoção de matéria orgânica biodegradável, proporcionando um efluente contendo DBO variando entre 0,0 e 30,9 mg O2/L. / The generation of urban solid waste, more and more increasing fetches serious risks for the environment, since the leachate produced from the biological degradation of wastes in landfills carries a number of hazardous pollutants. There are several techniques for treatment of leachate order to remove, especially, ammonia. This research aimed to study the biological removal of ammonia, present in the leachate from a landfill located at Camaçari, Bahia, applying nitritation, through a pilot scale sequencing batch reactor. The experiment was conducted in the landfill which receives waste from the municipalities of Camaçari and Dias D' Ávila, in operation for eleven years. It was performed 7 (seven) cycles of treatment using a volumetric exchange ratio of 10% and aerating the reactor contents for 18 hours; 5 (five) cycles of treatment using a volumetric exchange ratio of 20% and aerating the reactor contents for 18 hours; and 7 (seven) cycles of treatment using a volumetric exchange ratio of 20% and aerating the reactor contents for 24 hours. All treatment cycles were operated at room temperature, and dissolved oxygen concentration in the reactor liquid mass during aeration was always below 1 mg O2/L. In best operational conditions, it was possible to remove, on average, 93.8% of NH3-N, making it possible to obtain effluents containing an average of 10.8 mg NH3-N /L. The scope of nitrite accumulation, measured by the ratio N-NO2-/N-NOx also showed a mean value of 93.8 %, being possible due to a number of factors, mainly the DO and free ammonia concentrations, initial pH and its variations into each aerobic cycle and presence of toxic compounds, not been assigned to isolated inhibitory parameters . The process remained stable throughout the study period, and enabled high BOD removal, providing an effluent containing an average of 8.1 mg O2/L. As the treatment process used was not able to produce an effluent with low concentrations of total phosphorus and color, it is imperative to adopt further physical-chemical treatment for compliance with the law.
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Estudo da influência da relação S0/X0 na determinação da atividade específica de bactérias nitrificantes

Ferretti, Estela Cláudia January 2005 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232036.pdf: 897890 bytes, checksum: 3a0f163ed3c1fa7f25358358147a78ed (MD5) / Nos processos de remoção biológica de nitrogênio, a etapa de nitrificação, que consiste na oxidação do amônio a nitrato, é considerada, muitas vezes, como a etapa limitante na eliminação deste nutriente. Tendo isto em vista, executar um estudo acerca da capacidade das bactérias nitrificantes torna-se uma tarefa de vital importância para o projeto e controle de biorreatores. Um modo de se realizar a medida desta atividade se dá através de métodos que envolvem a repirometria, que, apesar de ser uma técnica bem conhecida, tem suas particularidades, merecendo um estudo de forma a estabelecer as principais diretrizes de execução dos respectivos ensaios. Esta metodologia possibilita a determinação de parâmetros cinéticos de modelos consagrados na literatura, que permitem então caracterizar a atividade dessas células. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo verificar a influência da concentração celular sobre a metodologia adotada de respirometria, promovendo a escolha de uma relação entre substrato e biomassa para a realização de testes de atividade específica. Para os ensaios, utilizou-se como material biológico um lodo proveniente de uma unidade de tratamento de esgotos domésticos da cidade de Florianópolis - CASAN, que foi previamente adaptado de forma a obter-se um lodo enriquecido com as bactérias nitrificantes. Os experimentos foram realizados utilizando-se um erlenmeyer adaptado para permitir o acoplamento de um eletrodo de pH e um sensor para a medida da concentração de oxigênio dissolvido e temperatura. Utilizou-se um agitador magnético com aquecimento par manter o sistema sob agitação constante (300 rpm) e a temperatura de 35ºC. O pH foi mantido em torno de 7,5. Uma solução sintética contendo NH4Cl foi utilizada como fonte de substrato. A concentração celular utilizada nos ensaios foram de 0,5 até 5,8 gSST/L, sendo que para cada uma dessas a concentração de substrato a qual a biomassa foi exposta também sofreu variação de 0 a aproximadamente 1000 mgN-NH4/L. A partir dos resultados obtidos observou-se a ocorrência de inibição da atividade nitrificante quando a biomassa era exposta a altas quantidades de substrato e, sendo assim, o modelo de Andrews foi utilizado para o ajuste aos pontos experimentais. O valor máximo de atividade da biomassa foi atingido em uma faixa de S0/X0 entre 50 e 100 mg N-NH4/gSST.
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Atividade e alguns componentes da comunidade microbiana do solo e microrganismos diazotroficos endofiticos sob influencia do nitrogenio na cultura do milho

Donzeli, Vanessa Polon 01 August 2018 (has links)
Orientador : Sueli dos Santos Freitas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-01T04:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Donzeli_VanessaPolon_M.pdf: 3736663 bytes, checksum: b03b3a2e2bf36d9e0324b6c60c2f1e59 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado
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Tratamento de esgoto urbano em reator híbrido operado em baleladas sequenciais (RHBS) submetido a variações de cargas

Lamego Neto, Luiz Gonzaga January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262290.pdf: 5604703 bytes, checksum: f86dd0bb71388f0bf6aae1e9316b613c (MD5) / Neste trabalho foi realizado o estudo do comportamento de um reator híbrido operado em bateladas seqüenciais (RHBS), no tratamento de esgoto urbano. O reator piloto RHBS possuía 2,20 m de altura e 0,95 m de diâmetro interno, com um volume útil para tratamento de 1,42 m3. Na parte inferior do reator foram instalados dois difusores de ar do tipo membrana circular, com 20 cm de diâmetro cada, que foram alimentados por um compressor de ar. O funcionamento do reator era automatizado, controlando assim o número e o tempo de cada fase que compõe um ciclo padrão de tratamento (enchimento, reação anóxica e aeróbia, decantação e retirada), por meio de um painel de comandos elétricos. Em cada ciclo padrão, com duração de oito (8) horas, foram realizados três enchimentos e três fases de reação anóxica e aeróbia. O material suporte empregado no sistema híbrido foi a rede de nylon, escolhida entre os materiais testados em estudos anteriores (SOUTO, 2007). Foram realizadas quatro (4) estratégias operacionais, com duração total de 294 dias, testando-se diferentes cargas carbonáceas (0,20 a 1,35 kgDQO/m3.dia); nitrogenadas (42 a 60 gNH4-N/m3.dia); e de fósforo (50 a 70 gPO4-P/m3.dia). Foram avaliados os processos de degradação carbonácea, nitrificaçãodesnitrificação e biodesfosfatação, e também a velocidade de consumo de oxigênio por meio de respirometria, a fim de determinar a composição (heterótrofa e autótrofa) da biomassa bacteriana e sua distribuição no interior do reator (fixa e em suspensão). O reator apresentou eficiências médias de remoção de: ~80% de SST e DQO; 90% a 95% de DBO5; 60% a 87% de Nitrificação; 80% a 90% de Desnitrificação; ~70% de Nitrogênio Total; ~50% de PO4-P. Em condições de funcionamento normal, o lodo do reator apresentou flocos compactos e bem estruturados, com boa sedimentação; por sua vez, o biofilme apresentou-se denso e com presença de muitas Amebas e Rotíferos em sua superfície. A biomassa fixa apresentou maior atividade que a biomassa em suspensão, sendo que a biomassa ativa era composta, predominantemente, por microrganismos heterótrofos (~90%). A biomassa autótrofa estava principalmente fixa no suporte (58%-62%). The intent of this research is to historicize the moment when the issue of trafficking in women for sexual exploitation was raised in media coverage in Brazil and in Spain. The object of the investigation is discourses that constituted human trafficking as a problematic phenomenon around the turn of the twenty first century. The sources are news reports from two widely-read newspapers, Brazil's Folha de São Paulo, and Spain's El País, analysed using a comparative approach. The time outlined is the period in between 1997 and 2007, which is when references to trafficking were made regularly in the media discourse. The most widely-reported modality of trafficking was the trafficking in women for sexual exploitation, and this information does not constitute simple evidence of reality, but rather is the result of a certain way of understanding women, prostitution and ntemporary migration. This work shows the study of the behavior of hybrid sequencing batch reactor (HSBR), in urban wastewater treatment. The pilot HSBR reactor was 2.20 m high and had a diameter of 0.95 m, with a volume of 1.42 m3. In the base of the reactor two air diffusers, membrane type, of the 20 cm, were installed and fed by an air compressor. The operation of the reactor was automated, with time control in each phase of the standard cycles (fill, anoxic, aerobic, settle and drawl) through an electronic command panel. Each standard cycle lasted 8 hours, with three (3) fillings and three (3) phases of anoxic and aerobic reaction. The support material used in the hybrid system was a net of nylon, chosen from materials tested in previous studies of hybrid sequencing batch reactor (SOUTO, 2007). The experiment was carried out in four (4) operational strategies, which lasted 294 days, each one with different operational conditions regarding applied carbonaceous loads (0,20 a 1,35 kgCOD/m3.day); nitrogen (42 a 60 gNH4-N/m3.day); and phosphate (50 a 70 gPO4-P/m3.day). For each strategy, the process of biological carbon, nitrogen and phosphorus removal, and also the oxygen uptake rate (OUR) were evaluated through respirometry, in order to determine composition (heterotrophic and phototrophic) of bacterial biomass and its distribution inside the reactor (fixed and suspended). During the four strategies, the reactor presented average efficiencies: ~80% for total solids and COD; 90% at 95% for BOD5; 60% at 87% for nitrification; 80% at 90% for denitrification; ~70% for total nitrogen; ~50% for PO4-P. In normal operation conditions, the reactor sludge presented compact and well structured granules, and good sedimentation; the biofilm was thick and presented a large amount of amoebae and rotifers in its surface. The fixed biomass demonstrated higher activity when compared to suspended biomass, and the total biomass was composed by heterotrophic microorganisms (~90%). The phototrophic biomass was in fix support mostly (58%-62%).
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Desenvolvimento de testes de atividade específica de bactérias nitrificantes

Philips, Angelina Maria de Lima January 2002 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-19T20:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:00:14Z : No. of bitstreams: 1 182619.pdf: 10189383 bytes, checksum: 9e241d44c0380fdcf0e1aec2a986e13e (MD5) / A presença, em altas concentrações, de nitrogênio, em suas diversas formas, causada pela descarga de efluentes em corpos receptores, pode causar diversos, e sérios, problemas ambientais. O tratamento biológico oferece uma alternativa para a eliminação deste contaminante, onde, uma das etapas consiste na nitrificação do efluente através de bactérias nitrificantes conhecidas como Nitrosomonas e Nitrobacter. Testes de nitrificação em batelada foram realizados afim de estabelecer-se parâmetros a serem adotados em testes de atividade específica de bactérias nitrificantes. Os testes de nitrificação foram realizados, utilizando-se, como substrato, efluentes sintético e de uma unidade frigorífica da Sadia, e como inóculo, um lodo coletado de uma estação de tratamento de esgotos da CASAN em Florianópolis,SC. Os testes foram conduzidos em reatores em batelada confeccionados em vidro e posteriormente em garrafas de PET de 2L, onde foram controlados os seguintes fatores: temperatura (30 oC), pH (7.5) e concentração de oxigênio dissolvido (4.5 mg.L-1 OD), e em intervalos estabelecidos foram retiradas amostras para análises do teor de amônia, nitratos e nitritos. Os seguintes testes foram realizados: 1) Testes de nitrificação com diferentes relações So/Xo, mantendo-se o So constante e variando-se o Xo, afim de verificar-se, entre as relações testadas, para qual delas havia uma melhor resposta na atividade dos microrganismos, onde os resultados obtidos mostraram que a velocidade específica foi maior na faixa do Xo entre 1500 e 3000 mg de SSV.L-1, com melhor valor para Xo = 2000 mg SSV.L-1, correspondente a um So/Xo = 0,0150. 2) Teste de nitrificação para determinação da quantidade de amônia perdida por "stripping", assim como, avaliação da atividade dos microrganismos, variando-se a relação So/Xo, mantendo-se Xo constante (2000 mg SSV.L-1) e variando-se So. 3) Teste de nitrificação para avaliação da atividade do lodo CASAN com efluente Sadia, variando-se a relação So/Xo e mantendo-se Xo constante (2000 mg SSV.L-1). 4) Teste de nitrificação com lodo CASAN e efluente sintético, mantendo-se constante a relação So/Xo em 0,0150. Em todos os testes de nitrificação realizados com lodo CASAN, os melhores valores obtidos para a velocidade específica (ms e mp) foi para a relação So/Xo = 0,0150, provavelmente pelo fato do lodo CASAN estar adaptado a concentrações de nitrogênio próximas ao valor adotado para montagem desta relação (23,3 mg N-NH4+.L-1).
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Utilização de tiossulfato como doador de elétrons para remoção de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação autotrófica em reator SBR

Michels, Camila January 2011 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292949.pdf: 1769631 bytes, checksum: 77ee48ec9b1f03dff06781e40b71d03e (MD5) / A remoção de nitrogênio por processos biológicos é realizada, principalmente, através da nitrificação e desnitrificação convencionais. Porém, muitas vezes é necessária a adição de fontes externas de carbono para a eliminação completa deste nutriente, encarecendo o processo. Para reduzir custos estão sendo utilizados compostos sulfurosos, como o tiossulfato e sulfetos como doadores de elétrons para a desnitrificação autotrófica. Deste modo, este trabalho teve como principal objetivo otimizar o processo de nitrificação e desnitrificação autotrófica via tiossulfato, em reator SBR (Sequencing Batch Reactor), utilizando-se uma cultura mista de microrganismos, com aeração intermitente. Após um período de adaptação da biomassa nitrificante à condição de alimentação de 500 mgS_S2O3-2/L e 129mgN_NH4+/L sob aeração constante, iniciou-se a aeração intermitente, testando-se quatro diferentes formas de adicionar meio ao reator: em quatro, três e dois pulsos e continuamente, somando sempre 500 mL de meio nutritivo adicionados ao reator em cada ciclo. O processo de remoção de nitrogênio mostrou-se mais eficiente quando a alimentação foi dividida em 4 pulsos de 125 mL, atingindo 61% de remoção de nitrogênio. Para tentar elevar a eficiência do processo aumentou-se a relação mássica YS/N para 5,38 mgS/mgN. Desta maneira, a remoção de nitrogênio ficou próxima a 80%. Verificaram-se também duas relações estequiométricas propostas na literatura para a desnitrificação autotrófica via tiossulfato, em testes anaeróbios em batelada, as seguintes relações foram testadas: 2,86 e 3,86 mgS/mgN. Os valores de YS/N obtidos nos testes foram 3,13 e 3,33 mgS/mgN, diferentes dos propostos teoricamente, sendo necessários mais testes para definir qual estequiometria é a que melhor descreve o processo. Além disso, visando verificar a atividade aeróbia das bactérias oxidadoras de enxofre, foi medida e detectada a oxidação aeróbia de tiossulfato, a velocidade específica de consumo de oxigênio pelas BOS foi de 1,044 mgO2/L.min. Os resultados obtidos mostram que a desnitrificação autotrófica via tiossulfato é viável, porém o processo de nitrificação no mesmo reator prejudica a eficiência de remoção de nitrogênio, já que ocorre oxidação aeróbia do tiossulfato, inviabilizado sua utilização na desnitrificação. / Nitrogen removal by biological processes is mainly done through the conventional nitrification and denitrification. However, it is often necessary to add external carbon sources for the complete elimination of this nutrient, increasing the costs of the process. To reduce costs, it has being used sulfur compounds such as thiosulfate and sulfide as electron donors for autotrophic denitrification. Thus, this study aimed to optimize the autotrophic nitrification and denitrification process via thiosulfate in SBR reactor (Sequencing Batch Reactor), using a mixed culture of microorganisms, with intermittent aeration. After an adjustment period of nitrifying biomass with full aeration at the feeding condition of 500 mgS_S2O3-2 and 129mgN_NH4+, it was started the intermittent aeration, testing four different ways to add the culture medium in the reactor: in four, three and two pulses and continuously adding 500 mL of nutrient medium to the reactor in each cycle. The process of nitrogen removal was more efficient when the medium was divided into four pulses of 125 mL each, reaching 61% nitrogen removal. To try to raise the efficiency, the mass ratio was increased to YS/N to 5.38 mgS/mgN. In this way, the nitrogen removal was close to 80%. It was also tested different stoichiometric ratios for autotrophic denitrification, via thiosulfate, in anaerobic batch tests with the following stoichiometric ratios: 2.86 and 3.86 mgS/mgN. The values obtained in the tests were 3.13 and 3.33 mgS/mgN, more tests are needed to define what is most appropriate stoichiometry. Furthermore, to verify the aerobic activity of sulfur-oxidizing bacteria, it was detected and measured aerobic oxidation of thiosulfate. The specific oxygen consumption rate by the SOB was 1.044 mgO2/L.min. The results have shown that autotrophic denitrification via thiosulfate is feasible, but the process of nitrification in the same reactor reduces the efficiency of nitrogen removal, since there is aerobic oxidation of thiosulfate, preventing its use in denitrification.
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Estudo da remoção de nitrogênio em efluentes por nitrificação e desnitrificação simultânea

Zoppas, Fernanda Miranda January 2012 (has links)
O lançamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados tem um importante impacto sobre a saúde e o meio ambiente, tornando necessária a incorporação de processos de remoção desses compostos nos sistemas de tratamento de águas residuárias. Neste trabalho, foram estudadas as condições de operação para promover a remoção conjunta de nitrogênio e matéria orgânica em um biorreator de membrana (MBR), contínuo, operado sob aeração constante, alimentado com efluente sintético contendo nitrogênio amoniacal na concentração de 150 mg/L e matéria orgânica na concentração de 300 mg DQO/L A concentração de amônio se estabilizou após 25 dias de operação, com eficiência média de 95,1%. Essa eficiência manteve-se alta para diferentes concentrações de OD. Houve acúmulo de nitritos e nitratos durante os 51 dias de operação, indicando que o processo de desnitrificação ainda não havia se estabilizado. Houve desnitrificação máxima de 27% nos primeiros 11 dias de operação. A remoção de DQO foi de 100% até o 34° dia de operação. Houve remoção média de 71,42% do COT na proporção C/N igual a 2 e 81,25% em C/N igual a 3. O trabalho também avaliou a remoção de nitrogênio em um reator de disco rotativo (RDR), operado em modo SBR (Sequencing Batch Reactor), com aeração intermitente, alimentado com o mesmo efluente sintético utilizado no MBR. A oxidação de amônio obtida foi de 56,5% e a remoção global de nitrogênio foi de 60,5%. A média de remoção por SND ficou na ordem de 96,6%. O MBR se mostrou mais robusto na oxidação de amônio, no entanto o RDR mostrou uma eficiência de remoção de nitrogênio maior. / The release of wastewater containing nitrogenous compounds has an important impact on health and the environment, necessitating the incorporation process of removing these compounds in the systems of wastewater treatment. In this work, were studied the operating conditions to promote combined removal of nitrogen and organic matter in a membrane bioreactor (MBR), continuously operated under constant aeration, fed with synthetic wastewater containing ammonia nitrogen concentration of 150 mg/L and organic matter concentration of 300 mg COD/L The concentration of ammonium stabilized after 25 days of operation, with an average efficiency of 95.1%. This efficiency remained high for different concentrations of OD. There was accumulation of nitrites and nitrates during the 51 days of operation, indicating that the denitrification process had not yet stabilized. There denitrification of 27% in the first 11 days of operation. The COD removal was 100% until the 34th day of operation. There average removal of 71.42% TOC in the ratio C/N equal to 2 and 81.25% in C/N equals 3. The study also evaluated the nitrogen removal in a rotating disk reactor, operated in SBR (Sequencing Batch Reactor) with intermittent aeration, fed with the same synthetic wastewater used in the MBR. The oxidation of ammonia obtained was 56.5% and total nitrogen removal was 60.5%. The MBR was more robust in the oxidation of ammonia, however the RDR showed an efficiency of removal of nitrogen greater.
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Estudo da remoção de nitrogênio em efluentes por nitrificação e desnitrificação simultânea

Zoppas, Fernanda Miranda January 2012 (has links)
O lançamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados tem um importante impacto sobre a saúde e o meio ambiente, tornando necessária a incorporação de processos de remoção desses compostos nos sistemas de tratamento de águas residuárias. Neste trabalho, foram estudadas as condições de operação para promover a remoção conjunta de nitrogênio e matéria orgânica em um biorreator de membrana (MBR), contínuo, operado sob aeração constante, alimentado com efluente sintético contendo nitrogênio amoniacal na concentração de 150 mg/L e matéria orgânica na concentração de 300 mg DQO/L A concentração de amônio se estabilizou após 25 dias de operação, com eficiência média de 95,1%. Essa eficiência manteve-se alta para diferentes concentrações de OD. Houve acúmulo de nitritos e nitratos durante os 51 dias de operação, indicando que o processo de desnitrificação ainda não havia se estabilizado. Houve desnitrificação máxima de 27% nos primeiros 11 dias de operação. A remoção de DQO foi de 100% até o 34° dia de operação. Houve remoção média de 71,42% do COT na proporção C/N igual a 2 e 81,25% em C/N igual a 3. O trabalho também avaliou a remoção de nitrogênio em um reator de disco rotativo (RDR), operado em modo SBR (Sequencing Batch Reactor), com aeração intermitente, alimentado com o mesmo efluente sintético utilizado no MBR. A oxidação de amônio obtida foi de 56,5% e a remoção global de nitrogênio foi de 60,5%. A média de remoção por SND ficou na ordem de 96,6%. O MBR se mostrou mais robusto na oxidação de amônio, no entanto o RDR mostrou uma eficiência de remoção de nitrogênio maior. / The release of wastewater containing nitrogenous compounds has an important impact on health and the environment, necessitating the incorporation process of removing these compounds in the systems of wastewater treatment. In this work, were studied the operating conditions to promote combined removal of nitrogen and organic matter in a membrane bioreactor (MBR), continuously operated under constant aeration, fed with synthetic wastewater containing ammonia nitrogen concentration of 150 mg/L and organic matter concentration of 300 mg COD/L The concentration of ammonium stabilized after 25 days of operation, with an average efficiency of 95.1%. This efficiency remained high for different concentrations of OD. There was accumulation of nitrites and nitrates during the 51 days of operation, indicating that the denitrification process had not yet stabilized. There denitrification of 27% in the first 11 days of operation. The COD removal was 100% until the 34th day of operation. There average removal of 71.42% TOC in the ratio C/N equal to 2 and 81.25% in C/N equals 3. The study also evaluated the nitrogen removal in a rotating disk reactor, operated in SBR (Sequencing Batch Reactor) with intermittent aeration, fed with the same synthetic wastewater used in the MBR. The oxidation of ammonia obtained was 56.5% and total nitrogen removal was 60.5%. The MBR was more robust in the oxidation of ammonia, however the RDR showed an efficiency of removal of nitrogen greater.
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Microbiologia do ciclo do nitrogênio em solos do cerrado

Pires, Elisa Catão Caldeira 04 April 2016 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-25T13:17:39Z No. of bitstreams: 1 2016_ElisaCatãoCaldeiraPires.pdf: 4049925 bytes, checksum: 9cecb3c146413346dd17da262923150a (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T16:27:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ElisaCatãoCaldeiraPires.pdf: 4049925 bytes, checksum: 9cecb3c146413346dd17da262923150a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T16:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ElisaCatãoCaldeiraPires.pdf: 4049925 bytes, checksum: 9cecb3c146413346dd17da262923150a (MD5) / A interação entre as variáveis do solo e a microbiota influencia os processos que ocorrem no solo, tanto que, em ambientes terrestres o N é reciclado primariamente pela microbiota. No ciclo do N, a nitrificação é a etapa em que nitrato se torna disponível no solo para as plantas, mas também N é perdido por lixiviação de nitrato ou pela emissão de gases nitrogenados. Entretanto, as mudanças climáticas, a modificação do uso da terra e a aplicação de fertilizantes nitrogenados veem alterando a dinâmica de N. Um especial interesse é direcionado à maior savana na América do Sul, o bioma tropical sazonal seco que é o Cerrado, cuja paisagem vem sendo alterada pela agricultura. Fazendo uso da técnica de metagenômica, os atributos funcionais da microbiota do solo do Cerrado quanto ao ciclo do N foram comparados entre dois parques de conservação do bioma, distantes 500 km entre si, com variação na textura e no conteúdo de água do solo. Os tipos de vegetação amostradas dentro de cada parque mascararam os efeitos de altitude e distância entre os parques, e todas as amostras apresentaram uma maior abundância de genes para assimilação de amônia e amonificação. Isso corrobora a literatura encontrada sobre o metabolismo de amônia como forma principal de N no Cerrado. Em particular, o Campo limpo alagado, presente somente em um dos parques, apresentou a maior abundância de genes fixadores de nitrogênio. Ainda, foram detectados genes para denitrificação, mas somente dois hits foram observados para nitrificação. Sucessivamente, foi acessado o impacto do manejo do solo sobre a abundância de Archaea e Bacteria oxidantes de amônia por quantificação do gene marcador amoA ao longo do cultivo da soja no bioma Cerrado. A análise molecular, tal como as técnicas clássicas e de isótopos mostraram um maior conteúdo de C orgânico e de NH4+-N no pousio em comparação à área nativa de reserva legal adjacente ao plantio da soja. De mesma forma, observou-se um aumento na abundância de oxidantes de amônia e da taxa de nitrificação no solo agrícola em comparação à área nativa, com a menor razão amônia/nitrato observada no solo após revolvimento. A abundância de AOB apresentou correlação com o aumento de pH ao longo do cultivo da soja. Experimentos seguintes testaram o efeito de água e de pH em microcosmos contendo solo do Cerrado, tal como a possível inibição de nitrificação em slurries contendo uma mistura de solo do Cerrado com um solo agrícola (Craibstone) com reconhecida atividade de oxidação de amônia. No entanto, o acúmulo de NO3- estava abaixo do nível de detecção na maior parte das amostras, tanto naquelas com aumento no teor gravimétrico de água ou com aumento de pH, independente da alta concentração de amônia. A nitrificação não foi inibida nas misturas de slurries incubadas, e, ainda, após 21 dias de incubação foi possível detectar transcritos de amoA de AOA no slurry de solo de Cerrado. Os perfis de DGGE mostraram um maior número de bandas de AOA amoA nos slurries de Craibstone e das misturas dos dois solos, do que o perfil observado nos slurries incubados somente com solo do Cerrado. Considerando o exposto acima, este foi o primeiro trabalho apresentado sobre o metabolismo de N e mais especificamente sobre a oxidação de amônia, utilizando dados de metagenomas e de PCR em tempo real. A baixa detecção de nitrato nas amostras de campo e de incubações em laboratório sugerem que algum outro mecanismo ocorre nos solos do bioma Cerrado no sentido de preservação de N inorgânico preferencialmente na forma de amônia. Sugerimos que a nitrificação depende da presença de oxidantes de amônia, mas também da composição da comunidade microbiana, sendo que a sua diversidade afeta a dinâmica de N no solo. Provavelmente condições abióticas e bióticas influenciam na limitação de crescimento da comunidade de oxidantes de amônia autotróficos no Cerrado. Por exemplo a competição por amônia entre esses oxidantes autotróficos e plantas ou com microorganismos heterotróficos. Ainda a redução dissimilatória de nitrato a amônia ou a imobilização abiótica de nitrato podem influenciar o desenvolvimento daquela comunidade. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Interactions between soil characteristics and microbiota influence the processes in soil ecosystem, as the terrestrial N is primarily cycled by the microbiota. In the N cycle, nitrification enables plants’ access to nitrate, although N can be lost through nitrate leaching, or N trace gas emission. These N dynamics are being disturbed by climate change, land use modification and the employment of nitrogenous fertilizers. A special interest goes to the largest savanna in South America, the seasonally dry Cerrado biome, where agriculture is changing the biome landscape. Shotgun metagenomics was used to compare the functional attributes of N cycling from the soil microbiota present in two conservation parks of the Cerrado biome, 500 km distant from each other, with varying soil texture and water content. Types of vegetation sampled within each park masked the altitude and distance effects, but all samples showed higher abundance of genes for assimilation of ammonia and ammonification. This corroborates Cerrado literature of ammonia as the main soil N form. In addition, a flooded grassland presented the highest abundance of N fixation genes. Despite the detection of denitrification genes, only two hits for the nitrification process were described. Subsequently, we assessed the impact of soil management on the abundance of Archaea (AOA) and Bacteria (AOB) ammonia oxidizers by quantification of the marker gene (amoA)during different stages of soybean cultivation within the Cerrado. Molecular analysis and classic and isotope techniques exhibited higher content of organic C and NH4+-N during fallow than in the adjacent undisturbed field, and an increase in ammonia oxidizers abundance and nitrification rates in the agricultural soil than in the undisturbed site, with the lowest ammonium/nitrate ratio in tilled soil. AOB abundance was correlated with the increase in pH during soybean cultivation. Further experiments tested the effect of moisture and pH in microcosms containing Cerrado soil, and the possible nitrification inhibition in slurries assembled with a mixture of Cerrado and agricultural soil known for actively oxidizing ammonia (Craibstone soil). Nevertheless, very little NO3- accumulation was observed in Cerrado microcosms with either increasing moisture or pH, despite high ammonia concentration. Nitrification was not inhibited in the mixed soilslurries, and after 21 days it was possible to detect the activity of AOA with the quantification of amoA transcripts. Moreover, DGGE profiles showed a higher number of AOA amoA gene in the Craibstone-only slurries and similar to the mixed slurries, but lower in the Cerrado-only slurries. This was the first assessment of the N metabolism with metagenomic data and qPCR for ammonia oxidation in the Cerrado. However, the little accumulation of NO3- in the field soils or in the treated microcosms or slurries advocates that some other mechanism occurs in this ecosystem to preserve inorganic N preferentially in the NH3 form. Taken these findings together, it is likely that not only the presence of ammonia oxidizers is fundamental for nitrification to occur, but that the microbial community composition and diversity affects the direction in which N process occur in soil. Most possibly there is a correlation between abiotic and biotic conditions that limits the abundance of autotrophic ammonia oxidizers, as for example the competition for NH4+ by plants or heterotrophic microbes or through dissimilatory reduction of NO3- to NH4+.

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