Biodegradarea apelor uzate municipale cu bacterii locale si comerciale

Acest studiu a fost efectuat pentru a evalua degradarea sintetica i real a apelor uzate municipale de bacterii comerciale cunoscute sub numele de bacterii SludgeHammer i unele tulpini izolate locale. Eficienele de ndeprtare din apele uzate sintetice a carbonului organic total. 1.IntroducerePermiterea apelor uzate municipale s fie eliberate n mediul nconjurtor poate face o mulime de probleme.Apele uzate pot fi tratate prin procedee fizico-chimice sau biologice. Tratamentul biologic este soluia preferat pentru mbuntirea tratamentului apelor uzate municipale. Recent, procesul biologic este principalul sistem de tratare al apelor uzate n instalaiile municipale. Performana unui proces biologic este adesea mbuntit prin introducerea din exterior a (bioaugmentarea ) unei sau mai multor specii de microorganisme specializate.Microorganismele, de obicei, bacteriile sunt selectate pe baza capacitatii acestora de a degrada compui specifici. Muli cercettori au raportat c introducerea de specii indigene de bacterii poate spori degradarea poluanilor organici din apele uzate. Qu i colab. (2011) au constatat c pseudomonas spp. (izolat din nmol activ) a fost foarte eficient n ndeprtarea fenolului din apele uzate industriale, comparativ cu o tulpina neimbogatita

Tuo i colab. (2011) au constatat ca Bacillus spp. au capacitate mare pentru ndeprtarea chinolinei(Este un lichid incolor higroscopic cu un miros puternic.) . Alte lucrri de Chen et colab. (2009) au investigat tratamentul apelor uzate municipale cu tulpina unic de bacterii i consoriu bacterian (Un consoriu microbian sunt dou sau mai multe grupuri care triesc n simbioz microbiana- Forma de convieuire reciproc avantajoas ntre dou specii diferite de organisme. )i a constatat c introducerea a trei tulpini de E. cloacae, Gordonia i P. putida ar fi mai eficient n ndeprtarea TOC, comparativ cu tratamentul cu o singura tulpina.

Rezultate similare dupa Mongkolthanaruk et al. (2002) a constatat ca folosirea tratamentului bogat n lipide a apelor uzate de ctre o cultur mixt de pseudomonas aeruginosa, Bacillus sp. i Acinetobacter calcoaceticus reduce coninutul de BOD (Consumul biochimic de oxigen) i lipide din 3600 mg / l i 21.000 mg / l, respectiv, la mai puin de 20 mg / l n termen de 12 de zile. Mai mult dect att, aceste 3 tulpini au fost mai eficiente n tratarea apelor reziduale, n comparaie cu tratamentul cu o singura tulpin.n alt studiu realizat de Schneider i Topalova (2011) a raportat c inoculul folosit la epurarea apelor uzate municipale a fost la fel de eficient ca i inoculul comercial (i anume: hydropacks; Bilikuk i Laktazyme), n ndeprtarea CCO i fenolilor din apele uzate. Acest lucru are drept scop de a compara bioaugmentation a apelor uzate municipale cu tulpini bacteriene indigene i comerciale.

2. Metode2.1. Prelevarea probelorProbele de ape reziduale au fost colectate din diferite staii de tratare a apelor reziduale din Tripoli. Probele s-au colectat n baloane sterile conice din rezervorul de aerare, i pstrate n frigider pentru o viitoare utilizare.

2.2. Izolarea, identificarea i pregtirea inoculilorIzolarea bacteriilor a fost fcut prin metoda diluiilor n serie. 0,1 ml din fiecare flacon de diluie a fost repartizata in placi Petri cu mediu nutritiv prin metoda in gazon (cu ansa Drigalski) . Vasele Petri au fost incubate la 37 C pn cnd au aprut coloniile. Izolatele au fost re-cultivate pe noi medii de cultura pentru a obine o singura tulpin pur . Metoda Gram (cu violet de gentiana+solutie Lugol+fuxina gram pozitive- albastru violet, gram negative-roz/rosu) a fost realizat pentru fiecare izolat.

S-au realizat teste biochimice in conformitate cu standardele. Pentru a obine biomasa corespunztoare de izolate bacteriene, acestea au fost inoculate separat n vase Erlenmeyer coninand mediu de bulion nutritiv i au fost incubate timp de 24 de ore la 37 C n agitatorul rotativ. Celulele recoltate dupa centrifugare la 4000 rpm timp de 10 minute i supernatantul au fost aruncate. Concentraia celular a fiecrei tulpini a fost msurat utiliznd spectrofotometrul la 600 nm (OD600) pentru a obine 1.5x108 ufc / ml. (unitati formatoare de colonii)

3. Experimente de biodegradare3.1 Prepararea mediului de cultura ( Chen 2009):7,5 g/l glucoz, 1,15 g/l NH4Cl0.2 g/l KH2PO40,2 g/l MgSO47H2O0,25 g/l CaCl2Soluia diluat la o concentraie de dorit de Carbon organic total ( TOC) 220mg / l i utilizate ca apa uzat sintetic n tulpina singur. 0,5 ml din soluia de microelemente a adugata n mediu cu urmtoarea compoziie: 50 mg/l H3BO3 50 mg/l ZnCl2 30 mg/l CuCI2 500 mg/l MnSO4 30 mg/l COCL2.H2O50 mg/l (NH4) 6MOO24H2O . PH-ul este ajustat la 7,1 i mediul a fost sterilizat la autoclava la 121 C timp de 15 minute.

3.2 Studiu experimentalS-au folosit tulpini comerciale de SludgeHammer i tulpini locale izolate din bacterii ca Bacillus spp., Bacillus subtilis, Bacillus laterosponus, Bacillus agricole, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida.

10ml din fiecare tulpin s-au adugat ca inocul n balon de 500 ml ce contineau 240ml ap uzat , baloanele au fost incubate in agitatorul rotativ la 170 rpm la 37 C. Probele au fost recoltate la dou ore pentru a monitoriza dezvoltarea bacteriilor la 600 nm i rata biodegradarii. Ratele de cretere i biodegradare bacteriene au fost monitorizate prin msurarea densitii optice i a valorii carbonului organic total (TOC).

3.3 Determinarea Oxigenului organic total ( TOC)Analiza TOC a fost realizata folosind testele cuveta Hach Lange (LCK 386) dup cum urmeaz: 1,0 ml de prob au fost pipetai n cuva care este introdusa deschisa in agitatorul TOC-X5 timp de cinci minute. Cnd prepararea eantioanelor este finalizat, cuva indicator a fost incubata la 100 C timp de 120 de minute, apoi se las s se rceasc si se evalueaza.

4. Rezultate4.1 Determinarea creterii bacteriene i a biodegradarii folosind o singura tulpina

Capacitatea unei tulpini de bacterie pentru a trata o ap uzat a fost monitorizat prin msurarea att a creterii celulare cat i a biodegradarii TOC dintr-o proba de ap rezidual sintetica. Toate probele (120 ml cu 220 mg / l TOC) au fost inoculate cu 10 ml de tulpina activa , densitatea optic iniial variind intre 0.037-0.056 D.O. Se recolteaza probe la fiecare 2 ore si se citeste densitatea optica. Fig. 1 i 2 prezint creterea bacteriilor i respectiv concentraia Carbonului organic total . Aceste determinari sunt dovada faptului c toate bacteriile locale au avut nevoie de mai mult timp pentru a ajunge la faza staionar fa de bacteriile SludgeHammer.Pentru a evalua performana fiecarei tulpini n privinta degradarii TOC , creterea parametrilor cinetici au fost determinati i comparati n tabelul 1.

Printre cele ase soiuri naturale, B. subtilis, B. laterosponus, P. aeruginosa au avut capacitatea de degradare mai mare a TOC cu Rmax de 54%, 52%, i 43%; Cu toate acestea, Pseudomonas aeruginosa avut puin mai mare Qmax (0,59 mgTOC / (d-mgVSS) i Ts scurte (10h). Aceste rezultate au artat c Pseudomonas aeruginosa a fost tulpina cea mai eficient pentru a degrada substratul organic (glucoz) din apa uzat. Cu toate acestea, tulpinile locale naturale au fost mai putin degradate (20-40% mai puin), n comparaie cu bacteriile SludgeHammer (a se vedea figura 2). De la parametrii cinetici din tabelul 1, aceast bacterie a avut cel mai mare Rmax (71%), cea mai scurt tlag (