A remoção de compostos sulfurosos (sulfeto/sulfato) de águas residuárias tem grande importância para a saúde humana e para o ambiente. A biorremediação desses compostos, através da utilização de bactérias fototróficas anoxigênicas apresenta-se como alternativa viável ecológica e economicamente. Neste projeto de pesquisa realizaram-se ensaios em reatores em batelada expostos à iluminação fluorescente, com a finalidade de avaliar a utilização de sulfeto por cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes, proveniente de sedimento de lagoa de estabilização. A avaliação da utilização de sulfeto e os resultados da cinética de crescimento da cultura visam a possibilidade de aplicação das bactérias fototróficas anoxigênicas no tratamento de águas residuárias. Na avaliação cinética de crescimento da cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes foi verificado diminuição na velocidade de crescimento de 0,0346 h-1 para 0,0035 h-1 com o aumento da concentração inicial de sulfeto de 11,4 para 529,6 mg-S/L, respectivamente. O tempo de geração apresentou comportamento crescente com valores iguais a 19,98 h e 119,18 h, respectivamente. Os valores do coeficiente de conversão de sulfeto relativo ao crescimento de microrganismos (Yx/s), apresentaram diminuição progressiva com o aumento da concentração inicial de sulfeto, sendo esta queda mais acentuada no intervalo de concentrações de 40,5 a 147,2 mg-S/L. / The removal of sulphur compounds (sulfide/sulfate) from wastewaters is very important for human and for the environmental. The bioremediation of these compounds, applying anoxigenic phototrophic bacteria has been presented as a possible alternative. The aim of this work is to evaluate the utilization of sulfide by the enrichment of green sulphur bacteria proceeding from stabilization pond sediment, through the realization of batch reactors assays, which are exposed to fluorescent ilumination. The determination of the sulfide utilization and the results of the kinetic growth were done to clarify the possibility of the application of anoxigenic phototrophic bacteria in the wasterwater systems. In kinetic experiments it was observed that the specific rate of bacterial growth changed from 0.0346 h-1 to 0.0035 h-1. Then the initial sulfide concentration was increased form 11.4 mg-S/L to 529.6 mg-L. The doubling time showed an increase from 19.98 h to 119.18 h. The sulfide conversion to microorganism biomass (Yx/s) progressively decrease with the increase of sulfide concentration. Such a decrease was higher in between sulfide concentrations of 40.5 mg-S/L to 147.2 mg-S/L.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de arquéias metanogênicas e bactérias redutoras de sulfato na presença de oxigênio, em reatores anaeróbios em batelada, sob condições sulfetogênicas e mesofílicas. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de água residuária de avicultura. Triplicatas de reatores foram alimentadas com meio basal ZINDER, acrescido de acetato de sódio, etanol ou lactato de sódio e sulfato de sódio, de modo a se obter relações DQO/sulfato iniciais de 1,1-1,5. O headspace dos reatores foi preenchido com \'N IND.2\' (100%) acrescido de oxigênio puro comercial (3-3,5 mg/L de oxigênio dissolvido). Os reatores anaeróbios controle foram alimentados com os mesmos substratos orgânicos, entretanto, seu headspace foi preenchido com \'N IND.2\'/\'CO IND.2\' (70/30%). Nos reatores com acetato de sódio, etanol e lactato de sódio as velocidades de produção de metano foram de 0,30 mmol/L.h, 0,41 mmol/L.h e 0,16 mmol/L.h, respectivamente, para os reatores controle. Em relação aos reatores com oxigênio os valores foram de 0,27 mmol/L.h, 0,40 mmol/L.h e 0,08 mmol/L.h, respectivamente. Na presença de acetato, etanol e lactato a redução de sulfato foi de 57% e 97%; 59,6% e 76,6%; 77,5% e 41,9%, respectivamente, nos reatores controle e com oxigênio. Nos reatores com acetato e etanol houve predomínio de organismos do domínio Archaea nos reatores controle (59,2% e 58,8%) e com oxigênio (60,7% e 54,5%), respectivamente. No reator controle contendo lactato, também ocorreu o predomínio de arquéias metanogênicas (56,2%), enquanto na presença de oxigênio houve predomínio de organismos do domínio Bacteria (63,9%). As proporções de BRS nos reatores controle e com oxigênio contendo acetato, etanol e lactato foram de 22% e 17,3%; 28% e 16,9%; 19,5% e 21,9%, respectivamente. O oxigênio não inibiu a metanogênese e nem a redução de sulfato nos reatores contendo acetato e etanol. / This work aimed to evaluate the behavior of methanogenic archaea and sulfate reducing bacteria in the presence of oxygen, using anaerobic batch reactors under sulfidogenic and mesophilic conditions. The reactors were inoculated with anaerobic sludge from UASB reactor treating poultry wastes. Third copies of the reactors were fed with ZINDER medium, increased with sodium acetate, ethanol or sodium lactate and sodium sulfate, in order to get COD/sulfate ratio of 1,1-1,5. The headspace of the reactors was filled with \'N IND.2\' (100%) and increased with oxygen (OD concentration of 3-3.5 mg/L). The anaerobic control reactors were fed with the same organics substrates, however, the headspace was filled with \'N IND.2\'/\'CO IND.2\' (70/30%). The rates of methane production were 0.30 mmol/L.h, 0.41 mmol/L.h and 0.16 mmol/L.h, in acetate, ethanol and lactate controls reactors, respectively. In oxygen reactors, the rates of methane production were 0.27 mmol/L.h, 0.40 mmol/L.h and 0.08 mmol/L.h in acetate, ethanol and lactate reactors, respectively. The rates of sulfate reduction in acetate, ethanol and lactate reactors were 57% and 97%; 59.6% and 76.6%; 77.5% and 41.9%, respectively, in control reactors and oxygen reactors. In acetate and ethanol reactors, were verified predominance of Archaea domain in control reactors (59.2% and 58.8%) and oxygen reactors (60.7% and 54.5%), respectively. In lactate control reactor also was verified predominance of Archaea domain (56.2%), whereas in lactate oxygen reactors there was predominance of cells belonging to Bacteria domain (63.9%). BRS ratio in acetate, ethanol and lactate control reactors and oxygen reactors corresponded to 22% and 17.3%; 28% and 16.9%; 19.5% and 21.9%, respectively. The addition of oxygen didn\'t inhibit the methanogenesis and sulfate reduction in acetate reactors and in ethanol reactors.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T12:13:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Larissa Barreto Barbosa.pdf: 1228913 bytes, checksum: 2ac5600e4706fd0ad2c049bb9b5dba33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T12:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Larissa Barreto Barbosa.pdf: 1228913 bytes, checksum: 2ac5600e4706fd0ad2c049bb9b5dba33 (MD5) Previous issue date: 2016-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study, we investigated the influence of the concentration of total solids and temperature in the process of anaerobic co-digestion of organic solid waste in one batch -1 -1 reactors, using three different concentrations of total solids: 30.5 g.L (ST1); 39.5 g.L -1 (ST2) and 48.2 g.L (ST3), and three levels of temperature: ambient (average 24 ° C) (T1), 35 ° C (T2) and 40C (T3). The experimental system was built, installed and monitored for 180 days in the physical facilities of the Experimental Biological of Sewage Treatment Station (EXTRABES) of the State University of Paraíba, Campina Grande - PB, Brazil. For power reactors was prepared substrate in a proportion of 80% of crushed vegetable solid waste and sieved at 2 mm mesh and 20% anaerobic sludge from UASB reactor treating domestic sewage. The best results with regard to removal of DQOT, TKN, proteins, carbohydrates, besides solubilization of COD and increase the concentration of N-NH4, were coming from the treatment at 35 ° C. On the other hand, the total solids -1 concentration of 30.6 g.L , provided the best efficiency in the bioconversion of organic matter. The highest yield of biogas and CH4 gas was observed for treating the substrate with a lower concentration of total solids and 35 ° C. / Neste trabalho foi investigada a influência da concentração de sólidos totais e da temperatura no processo de co-digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos em reatores de batelada única, aplicando três diferentes concentrações de sólidos totais: 30,5 -1 -1 -1 g.L (ST1) ; 39,5 g.L (ST2) e 48,2 g.L (ST3), e três níveis de temperaturas: ambiente (média 24ºC) (T1), 35ºC (T2) e 40ºC (T3). O sistema experimental foi construído, instalado e monitorado por 180 dias nas dependências físicas da Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários (EXTRABES) da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande – PB, Brasil. Para a alimentação dos reatores foi preparado o substrato numa proporção de 80% de resíduos sólidos vegetais triturados e peneirados em malha de 2 mm e 20% de lodo anaeróbio proveniente de reator UASB tratando esgoto sanitário. Os melhores resultados em relação às remoções de DQOT, NTK, proteínas, carboidratos, além da solubilização de DQO e aumento na concentração de N-NH4, foram advindo do tratamento à temperatura de 35°C. Por outro lado, a concentração de sólidos -1 totais de 30,6 g.L , propiciou a melhor eficiência na bioconversão da matéria orgânica. A maior produção de biogás e de gás CH4 observada foi para o tratamento do substrato com menor concentração de sólidos totais e temperatura de 35°C.

A remoção de compostos sulfurosos (sulfeto/sulfato) de águas residuárias tem grande importância para a saúde humana e para o ambiente. A biorremediação desses compostos, através da utilização de bactérias fototróficas anoxigênicas apresenta-se como alternativa viável ecológica e economicamente. Neste projeto de pesquisa realizaram-se ensaios em reatores em batelada expostos à iluminação fluorescente, com a finalidade de avaliar a utilização de sulfeto por cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes, proveniente de sedimento de lagoa de estabilização. A avaliação da utilização de sulfeto e os resultados da cinética de crescimento da cultura visam a possibilidade de aplicação das bactérias fototróficas anoxigênicas no tratamento de águas residuárias. Na avaliação cinética de crescimento da cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes foi verificado diminuição na velocidade de crescimento de 0,0346 h-1 para 0,0035 h-1 com o aumento da concentração inicial de sulfeto de 11,4 para 529,6 mg-S/L, respectivamente. O tempo de geração apresentou comportamento crescente com valores iguais a 19,98 h e 119,18 h, respectivamente. Os valores do coeficiente de conversão de sulfeto relativo ao crescimento de microrganismos (Yx/s), apresentaram diminuição progressiva com o aumento da concentração inicial de sulfeto, sendo esta queda mais acentuada no intervalo de concentrações de 40,5 a 147,2 mg-S/L. / The removal of sulphur compounds (sulfide/sulfate) from wastewaters is very important for human and for the environmental. The bioremediation of these compounds, applying anoxigenic phototrophic bacteria has been presented as a possible alternative. The aim of this work is to evaluate the utilization of sulfide by the enrichment of green sulphur bacteria proceeding from stabilization pond sediment, through the realization of batch reactors assays, which are exposed to fluorescent ilumination. The determination of the sulfide utilization and the results of the kinetic growth were done to clarify the possibility of the application of anoxigenic phototrophic bacteria in the wasterwater systems. In kinetic experiments it was observed that the specific rate of bacterial growth changed from 0.0346 h-1 to 0.0035 h-1. Then the initial sulfide concentration was increased form 11.4 mg-S/L to 529.6 mg-L. The doubling time showed an increase from 19.98 h to 119.18 h. The sulfide conversion to microorganism biomass (Yx/s) progressively decrease with the increase of sulfide concentration. Such a decrease was higher in between sulfide concentrations of 40.5 mg-S/L to 147.2 mg-S/L.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de arquéias metanogênicas e bactérias redutoras de sulfato na presença de oxigênio, em reatores anaeróbios em batelada, sob condições sulfetogênicas e mesofílicas. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de água residuária de avicultura. Triplicatas de reatores foram alimentadas com meio basal ZINDER, acrescido de acetato de sódio, etanol ou lactato de sódio e sulfato de sódio, de modo a se obter relações DQO/sulfato iniciais de 1,1-1,5. O headspace dos reatores foi preenchido com \'N IND.2\' (100%) acrescido de oxigênio puro comercial (3-3,5 mg/L de oxigênio dissolvido). Os reatores anaeróbios controle foram alimentados com os mesmos substratos orgânicos, entretanto, seu headspace foi preenchido com \'N IND.2\'/\'CO IND.2\' (70/30%). Nos reatores com acetato de sódio, etanol e lactato de sódio as velocidades de produção de metano foram de 0,30 mmol/L.h, 0,41 mmol/L.h e 0,16 mmol/L.h, respectivamente, para os reatores controle. Em relação aos reatores com oxigênio os valores foram de 0,27 mmol/L.h, 0,40 mmol/L.h e 0,08 mmol/L.h, respectivamente. Na presença de acetato, etanol e lactato a redução de sulfato foi de 57% e 97%; 59,6% e 76,6%; 77,5% e 41,9%, respectivamente, nos reatores controle e com oxigênio. Nos reatores com acetato e etanol houve predomínio de organismos do domínio Archaea nos reatores controle (59,2% e 58,8%) e com oxigênio (60,7% e 54,5%), respectivamente. No reator controle contendo lactato, também ocorreu o predomínio de arquéias metanogênicas (56,2%), enquanto na presença de oxigênio houve predomínio de organismos do domínio Bacteria (63,9%). As proporções de BRS nos reatores controle e com oxigênio contendo acetato, etanol e lactato foram de 22% e 17,3%; 28% e 16,9%; 19,5% e 21,9%, respectivamente. O oxigênio não inibiu a metanogênese e nem a redução de sulfato nos reatores contendo acetato e etanol. / This work aimed to evaluate the behavior of methanogenic archaea and sulfate reducing bacteria in the presence of oxygen, using anaerobic batch reactors under sulfidogenic and mesophilic conditions. The reactors were inoculated with anaerobic sludge from UASB reactor treating poultry wastes. Third copies of the reactors were fed with ZINDER medium, increased with sodium acetate, ethanol or sodium lactate and sodium sulfate, in order to get COD/sulfate ratio of 1,1-1,5. The headspace of the reactors was filled with \'N IND.2\' (100%) and increased with oxygen (OD concentration of 3-3.5 mg/L). The anaerobic control reactors were fed with the same organics substrates, however, the headspace was filled with \'N IND.2\'/\'CO IND.2\' (70/30%). The rates of methane production were 0.30 mmol/L.h, 0.41 mmol/L.h and 0.16 mmol/L.h, in acetate, ethanol and lactate controls reactors, respectively. In oxygen reactors, the rates of methane production were 0.27 mmol/L.h, 0.40 mmol/L.h and 0.08 mmol/L.h in acetate, ethanol and lactate reactors, respectively. The rates of sulfate reduction in acetate, ethanol and lactate reactors were 57% and 97%; 59.6% and 76.6%; 77.5% and 41.9%, respectively, in control reactors and oxygen reactors. In acetate and ethanol reactors, were verified predominance of Archaea domain in control reactors (59.2% and 58.8%) and oxygen reactors (60.7% and 54.5%), respectively. In lactate control reactor also was verified predominance of Archaea domain (56.2%), whereas in lactate oxygen reactors there was predominance of cells belonging to Bacteria domain (63.9%). BRS ratio in acetate, ethanol and lactate control reactors and oxygen reactors corresponded to 22% and 17.3%; 28% and 16.9%; 19.5% and 21.9%, respectively. The addition of oxygen didn\'t inhibit the methanogenesis and sulfate reduction in acetate reactors and in ethanol reactors.

O presente trabalho avaliou a degradação anaeróbia de tolueno por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), utilizando como inóculo lodo anaeróbio proveniente de reator UASB. Os ensaios foram realizados com reatores em batelada de 2300 mL contendo meio de cultura específico para o crescimento de BRS. No ensaio de enriquecimento, com lactato de sódio (2230 mg/L) e acetato de sódio (670 mg/L) na ausência de tolueno, ocorreu consumo total de sulfato (aproximadamente 1070 mg/L) em 192 horas e percentual de metano de 31% em 72 horas. A degradação do tolueno foi realizada em reatores sulfetogênicos e metanogênicos. Nos reatores sulfetogênicos alimentados com 2,1 mg/L e 7,7 mg/L houve degradação total do tolueno em 264 e 792 horas, respectivamente. Nesses reatores foi observado consumo total de sulfato e percentual de metano de aproximadamente 20,9%. Nos reatores metanogênicos a degradação do tolueno foi de, no máximo, 53%, e percentual de metano de 27,3% em 1032 horas. Nas condições sulfetogênicas, a degradação do tolueno foi mais rápida se comparada às condições metanogênicas. E em ambas as condições, a produção de metano foi relacionada aos bacilos hidrogenotróficos. As alterações na diversidade da população microbiana presente nos reatores, observadas em microscopia ótica, foram confirmadas nas análises por biologia molecular. / The present work evaluated the anaerobic degradation of toluene by sulfate reducing bacteria (SRB), using anaerobic sludge from reactor UASB as inoculum. The essays were accomplished in batch reactors of 2300 mL containing specific culture medium for the growth of SRB. In the enrichment essay with sodium lactate (2230 mg/L) and sodium acetate (670 mg/L) without toluene accured total consumption of sulfate (approximately 1070 mg/L) in 192 hours and percentile of methane of 31% in 72 hours. The toluene degradation it was accomplished in sulfetogenics and methanogenics reactors. In the sulfetogenics reactors fed with 2,1 mg/L and 7,7 mg/L there was total degradation of toluene in 264 and 792 hours, respectively. In those reactors it was observed total consumption of sulfate and percentile of methane of approximately 20.9%. In the methanogenic reactors the degradation of toluene was to the utmost of 53%, accompanied of production of 27.3% of methane in 1032 hours. In the sulfetogenics conditions, the degradation of tolueno was faster if compared to the methanogenic conditions. In both conditions, the methane production was related to the hidrogenotrophic bacilli. The alterations in the diversity of the microbial population present in the reactors, observed by optic microscopy, were confirmed in the analysis by molecular biology.

O presente trabalho avaliou a degradação anaeróbia de tolueno por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), utilizando como inóculo lodo anaeróbio proveniente de reator UASB. Os ensaios foram realizados com reatores em batelada de 2300 mL contendo meio de cultura específico para o crescimento de BRS. No ensaio de enriquecimento, com lactato de sódio (2230 mg/L) e acetato de sódio (670 mg/L) na ausência de tolueno, ocorreu consumo total de sulfato (aproximadamente 1070 mg/L) em 192 horas e percentual de metano de 31% em 72 horas. A degradação do tolueno foi realizada em reatores sulfetogênicos e metanogênicos. Nos reatores sulfetogênicos alimentados com 2,1 mg/L e 7,7 mg/L houve degradação total do tolueno em 264 e 792 horas, respectivamente. Nesses reatores foi observado consumo total de sulfato e percentual de metano de aproximadamente 20,9%. Nos reatores metanogênicos a degradação do tolueno foi de, no máximo, 53%, e percentual de metano de 27,3% em 1032 horas. Nas condições sulfetogênicas, a degradação do tolueno foi mais rápida se comparada às condições metanogênicas. E em ambas as condições, a produção de metano foi relacionada aos bacilos hidrogenotróficos. As alterações na diversidade da população microbiana presente nos reatores, observadas em microscopia ótica, foram confirmadas nas análises por biologia molecular. / The present work evaluated the anaerobic degradation of toluene by sulfate reducing bacteria (SRB), using anaerobic sludge from reactor UASB as inoculum. The essays were accomplished in batch reactors of 2300 mL containing specific culture medium for the growth of SRB. In the enrichment essay with sodium lactate (2230 mg/L) and sodium acetate (670 mg/L) without toluene accured total consumption of sulfate (approximately 1070 mg/L) in 192 hours and percentile of methane of 31% in 72 hours. The toluene degradation it was accomplished in sulfetogenics and methanogenics reactors. In the sulfetogenics reactors fed with 2,1 mg/L and 7,7 mg/L there was total degradation of toluene in 264 and 792 hours, respectively. In those reactors it was observed total consumption of sulfate and percentile of methane of approximately 20.9%. In the methanogenic reactors the degradation of toluene was to the utmost of 53%, accompanied of production of 27.3% of methane in 1032 hours. In the sulfetogenics conditions, the degradation of tolueno was faster if compared to the methanogenic conditions. In both conditions, the methane production was related to the hidrogenotrophic bacilli. The alterations in the diversity of the microbial population present in the reactors, observed by optic microscopy, were confirmed in the analysis by molecular biology.