Microbial characterization and anionic surfactant degradation in an anaerobic fluidized bed reactor with laundry wastewater

Neste estudo avaliou-se a remoção e degradação de surfactante aniônico linear alquilbenzeno sulfonado (LAS) e compostos orgânicos xenobióticos em água residuária de lavanderia comercial em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) preenchido com areia como material suporte, em escala de bancada (1,2 L), bem como a comunidade microbiana do biofilme e biomassa do separador de fases ao final da operação. O reator foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentado com substrato sintético acrescido de água residuária de lavanderia comercial. Caracterização da água residuária, análises de monitoramento da concentração de LAS e matéria orgânica, além de outros parâmetros físico-químicos foram realizadas durante as etapas de operação do sistema. Essa operação foi dividida em cinco etapas: I adaptação da biomassa (575±28mg.L-1 de DQO), II (9,5±3 mg.L-1 de LAS e 637±80mg.L-1 de DQO), III (23,3±8mg.L-1 de LAS e 686±92 mg.L-1 de DQO), IV (21,7±10mg.L-1 de LAS e 691±103 mg.L-1 de DQO), V (27,9±9,6mg.L-1 de LAS e 666±161mg.L-1 de DQO). Aplicação das técnicas de PCR/DGGE e pirosequenciamento da região do rRNA 16S foi realizada para constatar a diversidade microbiana nas etapas IV (com sacarose) e V (sem sacarose). Por meio da caracterização da água residuária de lavanderia comercial foi evidenciado grande variação na concentração de diversos parâmetros, principalmente matéria orgânica (704 mg.L-1 a 4.830 mg.L-1) e LAS (12,2 mg.L-1 a 11.949 mg.L-1). A eficiência média de remoção de matéria orgânica e LAS foi 88% e 60%, respectivamente, durante toda operação do reator. As populações dos Domínios Archaea e Bacteria foram 54% e 45%, similares, respectivamente, para a biomassa da Etapa IV e Etapa V. Por meio da análise de pirosequenciamento das amostras das Etapas IV e V da areia e separador de fases do reator foram identificados 92 gêneros dos quais 24 foram relacionados com a degradação de LAS (Bdellovibrio, Ferruginibacter, Gemmatimonas, etc.).In this study the removal and degradation of anionic surfactant linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and xenobiotic organic compounds in a commercial laundry wastewater was evaluated in anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) filled with sand as support material, in a bench scale (1, 2 L), as well as the microbial community of the biofime and phase separator biomass at the end of the operation. The reactor was inoculated with sludge from a UASB reactor used in the swine manure treatment and fed with synthetic substrate plus commercial laundry wastewater. Wastewater characterisation, monitoring analyzes of LAS, organic matter and other physico-chemical parameters were performed during the stages of system operation. This operation was divided into five stages: Stage I - biomass adaptation (575 ± 28mg L-1 of COD), Stage II (9.5 ± 3 mg L-1 of LAS and 637 ± 80 mg L-1 of COD ), Stage III (23.3 ± 8 mg L-1 of LAS and 686 ± 92 mg L-1 of COD), Stage IV (21.7 ± 10 mg L-1 of LAS and 691 ± 103 mg L-1 of COD), Stage V (27.9 ± 9.6 mg L-1 of LAS and 666 ± 161 mg L-1 of COD). Application of PCR/DGGE and pyrosequencing of the 16S rRNA region was performed to verify the microbial diversity in the operational phase IV (with sucrose) and V (without sucrose). Through the commercial laundry wastewater characterization a wide variation in several parameters concentration was shown, mainly organic matter (704mg L-1 to 4.830mg L-1) and LAS (12.2mg L-1 to 11.949mg L-1). The average removal efficiency of organic matter and LAS was 88% and 60%, respectively, throughout the reactor operation. The populations of the Archaea and Bacteria Domains were 54% and 45% similar, respectively, for Stages IV and V biomass. By pyrosequencing analysis of sand and phase separator samples from the Stages IV and V, 92 genera of which 24 were related to the degradation of LAS (Bdellovibrio, Ferruginibacter, Gemmatimonas, Holophaga, Magnetospirillum, Zoogloea, etc.) were identified