DIAGRAMA DE PREDOMINÂNCIA RELATIVA

Em todo o processo de lodos ativados há fases que possuem certo tempo para serem completadas e que predomina um determinado grupo de micro-organismo.

Claas; Maia (1994) apresentaram um diagrama de predominância relativa (Figura 15) onde o eixo horizontal indica o tempo de aeração e o eixo vertical a quantidade de alimento

ou DBO5 e uma dada massa de micro-organismo. Dividindo a DBO5 pela massa de

micro-organismos temos a relação A/M. Quanto maior o tempo de aeração menor é a oferta de alimento.

3

MONOD, J. The growth of bacterial cultures. J. Ann. Inst. Pasteur, p.371-393, 1941 apud

COMP ANHI A AMB IEN T AL D O EST ADO D E S ÃO P AU LO. Norma Técnica L1.025:

Figura 15 – Diagrama de predominância relativa.

Fonte: CLAAS; MAIA (1994)

Assim sendo:

Ponto A – fase de adaptação dos micro-organismos, a oferta de alimento é máxima. Ponto B – predominância de protozoários Rhizopoda ou Sarcodina.

Ponto C – o número de micro-organismos aumenta geometricamente; os flagelados alcançam seu desenvolvimento máximo; fase que caracteriza lodo jovem.

Ponto D – o crescimento dos micro-organismos é mais lento, pois a disponibilidade de alimento passa a ser fator limitante; ciliados e as bactérias atingem seu ponto máximo; Ponto E – a quantidade de alimento é baixa; diminuição no ritmo de reprodução; a

energia é utilizada para manutenção da vida. A DBO5 final é baixa.

Ponto F – não existe alimento suficiente; os micro-organismos passam a metabolizar o próprio material celular utilizando o alimento armazenado na célula; reduzem atividade e alguns morrem; ciliados com talo e rotíferos alcançam seu maior número. Sobrepondo a curva de crescimento bacteriano ao diagrama de predominância relativa, podem-se encontrar semelhanças.

3.8 BACTÉRIAS FILAMENTOSAS

As bactérias filamentosas são importantes em sistemas de lodos ativados, pois auxiliam na floculação. Formam uma espécie de ‘esqueleto’ da estrutura e o controle dessas bactérias torna-se importante, já que o excesso das mesmas pode causar o intumescimento do lodo.

A identificação é o primeiro passo quando há a ocorrência do intumescimento. Com a filamentosa identificada busca-se na literatura a medida contraceptiva para aquela bactéria específica.

Nicolau et al., (2002) dizem que a identificação dos organismos filamentosos que crescem nas estações de tratamento constitui etapa fundamental para a prevenção e resolução de problemas causados pelo crescimento excessivo destes micro-organismos. A detecção precoce deste fenômeno, juntamente com o controle das variáveis físico-químicas, pode contribuir para uma resolução rápida das anomalias no decantador ou pode mesmo evitá-las.

As bactérias são identificadas de acordo com suas características morfológicas, localização, motilidade e reações a colorações. Eikelboom (1981) e posteriormente Jenkis et

al., (2003) desenvolveram a metodologia de identificação e descrevem os organismos

filamentosos mais frequentes em lodos ativados, como podem ser vistos no Quadro 1:

Quadro 1 – Principais organismos filamentosos em lodos ativados.

Sphaerotillus natans Tipo 0092 Tipo 0411

Tipo 1701 Tipo 0961 Tipo 0914

Tipo 0041 Microthrix parvicella Tipo 0675

Tipo 021N Nocardia SP Tipo 1863

Thiothrix I Nostocoida limicola I Tipo 0211

Thiotrix II Nostocoida limicola II Fungos

Beggiatoa sp Nostocoida limicola III Streptococcus

Tipo 1851 Haliscomenobacter hydrossis Tipo 0675

Tipo 0803 Tipo 0581 Tipo 1852

Fonte: Adaptado de EIKELBOOM (1981) e JENKINS et al. (2003).

Madoni et al., (2000) estudaram 167 estações de tratamento na Itália por meio de questionários e análise do lodo e encontraram a Microthrix parvicela, Tipo 0041 e Nostocoida limicola como a mais frequente.

Noutsopoulos et al., (2007) estudaram estações de tratamento de efluentes da Grécia durante cinco anos levando em conta a sazonalidade e concluiam que no inverno prevalecia Microthrix parvicella, sendo o Tipo 0092 é predominante no verão.

Krhutková et al., (2002) estudaram oito estações de tratamento de efluente industrial da República Checa durante 4 anos e concluíram que o Tipo 0092 e a Microthrix parvicella eram as mais frequentes.

No Brasil ainda não existe um estudo geral de ocorrência de intumescimento por bactérias filamentosas.

3.8.1 Características Morfológicas das Bactérias Filamentosas

Eikelboom (1981) criou uma metodologia para identificação das bactérias filamentosas e Jenkins et al., (2003) a modificaram de modo a facilitar a identificação. Como a identificação a nível de espécie é dificultosa, os autores as classificaram de acordo com características morfológicas (dimensão, forma, ramificação, etc.) localização, motilidade e reações a colorações (Gram, Neisser, Poli-β-hidroxibutirato (PHB), etc.).

A Tabela 5 indica as características a serem analisadas para identificação:

Tabela 5 – Características morfológicas das bactérias filamentosas a serem observadas na identificação.

(Continua)

Característica Descrição Observação

Ramificação Filamentos secundários que se projetam dos filamentos principais.

- Presente (verdadeiras ou falsas);

- Ausente.

Motilidade Considera-se movimento o deslizamento lento dos filamentos no meio ou simplesmente sua contração ou oscilação.

- Apresenta; - Não apresenta.

Forma dos

filamentos

Possível de ser vista com nitidez em aumento menor que 1.000 vezes.

- Retos; - Dobrados; - Levemente curvados; - Enrolados - Irregular. Localização no floco

Posição do filamento em relação ao floco. - Ligado ao floco; - Projetando-se do floco - Livre no meio.

Crescimento epifítico

Células bacterianas ou pequenos flocos aglutinam-se na superfície dos filamentos.

- Presente; - Ausente

Bainha Estrutura que recobre o filamento. A principal função dessa estrutura é a proteção do filamento contra agentes externos.

- Presente; - Ausente

Septos celulares Divisões entre células adjacentes. - Presentes;

- Ausentes

Diâmetro do

filamento

Utiliza-se o retículo de Whipple para medição. A principal observação é se a medida é maior ou menor que 1 µm.

Comprimento do filamento

Utiliza-se o retículo de Whipple para a medição. Se o filamento estiver dobrado ou enrolado considera-se a medida do filamento como considera-se estivesconsidera-se esticado.

Tabela 5 – Características morfológicas das bactérias filamentosas a serem observadas na identificação.

(Conclusão)

Característica Descrição Observação

Forma das células - Quadradas; - Retangulares; - Ovais; - Em forma de barril; - Discóides; - Arredondadas Tamanho das células

Utiliza-se o retículo de Whipple para medir o diâmetro (µm) das células.

Depósitos de

enxofre

Grânulos, normalmente esféricos, de reserva alimentar. Em microscopia de contraste de fase são brilhantes e de cor amareladas. Observar se tem ou não a necessidade da utilização de corante.

- Presentes; - Ausentes

Fonte: Adaptado de FIGUEIREDO (2011). 3.8.1.1 Bainha

A bainha é uma característica peculiar em nove espécies das mais encontradas em lodos ativados segundo a classificação de Eikelboom (1981) e Jenkins et. al., (2003), sendo elas: Sphaerotilus natans, Tipo 1701, Haliscomenobacter hydrossis, Thiothrix I, Thiothrix II, Tipo 0914, Tipo 0041, Tipo 0675 e a Tipo 1851.

A bainha é uma estrutura cilíndrica que envolve os filamentos protegendo-os de agentes externos. Em geral é difícil ou impossível de observar a bainha no microscópio, apenas os invólucros vazios podem ser observados desta maneira. Em esfregaços, as bainhas podem ser observadas com mais clareza (EIKELBOOM, 1981).

Jenkins et. al., (2003) dizem que a bainha pode ser confundida com um “halo” amarelado que envolve as bactérias, quando se trata da iluminação de contraste de fase. A diferença é que o halo é mais largo que a bainha. Os autores também atentam para a diferença entre a bainha e a própria parede celular de algumas bactérias, como é o caso das Tipo 021N, que permanecem rígidas após a lise celular.

Phaup (1968) fez um levantamento bibliográfico com estudos morfológicos de espécies de Sphaerotilus sp. Pode-se distinguir várias camadas de bainha nos filamentos e um revestimento exterior de material do tipo gel inorgânico ou "mucilagem". Existem evidências de que a composição da bainha pode variar com a nutrição, de fraco e fino para denso e resistente. Ferro e sais mangânicos podem ser depositados sobre a superfície externa. Autores

descreveram a bainha da Sphaerotilus natans como um complexo

Takeda et. al., (2012) fizeram um estudo com a bainha de Thiothrix nivea isolando-a e expondo-a em vários testes bioquímicos entre eles análise de composição. Os autores concluíram que a composição da bainha dessa espécie é formada por alternâncias de β – 1,4 glicosaminoglicano e pentose metilado. Os glicosaminoglicanos são cadeias polissacarídicas heterogênicas e hidrofílicas. Foi a primeira vez que essa alternância foi identificada.

Segundo Videla (2003)⁴ apud Marangoni (2010) os gêneros das ferrobactérias mais

comuns que causam problemas quando presentes na água são: Sphaerotillus, Leptothrix,

Crenothrix e Gallionella. Os três primeiros gêneros se caracterizam pelo arranjo filamentoso

de suas células, que são envolvidas por uma bainha helicoidal perpendicular ao eixo da célula. As bactérias do gênero Gallionella são unicelulares, retiformes ou encurvadas e segregam um filamento longo, em forma de fitas entrelaçadas. A partir do hidróxido férrico depositado na célula, dissolvem-se em ácidos fortes e quando se desprendem, aumentam a quantidade de sólidos em suspensão, como na água de refrigeração. São essas bactérias, que na presença de

oxigênio, oxidam o íon ferroso (Fe²⁺) a íon férrico (Fe³⁺) liberando energia e depositando o

hidróxido férrico (Fe(OH)³) marrom-alaranjado.