Microbial succession within an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR) treating cane vinasse at 55ºC

ABSTRACT

The aim of this work was to investigate the anaerobic biomass formation capable of treating vinasse from the production of sugar cane alcohol, which was evolved within an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR) as immobilized biomass on cubes of polyurethane foam at the temperature of 55ºC. The reactor was inoculated with mesophilic granular sludge originally treating poultry slaughterhouse wastewater. The evolution of the biofilm in the polyurethane foam matrices was assessed during seven experimental phases which were thus characterized by the changes in the organic matter concentrations as COD (1.0 to 20.0 g/L). Biomass characterization proceeded with the examination of sludge samples under optical and scanning electron microscopy. The reactor showed high microbial morphological diversity along the trial. The predominance of Methanosaeta-like cells was observed up to the organic load of 2.5 gCOD/L.d. On the other hand, Methanosarcinalike microorganisms were the predominant archaeal population within the foam matrices at high organic loading ratios above 3.3 gCOD/L.d. This was suggested to be associated to a higher specific rate of acetate consumption by the later organisms.

RESUMO

Este trabalho investigou a formação de um biofilme anaeróbio capaz de tratar vinhaça da produção de álcool de cana-de-açúcar, que evoluiu dentro de um reator operado em bateladas seqüenciais com biofilme (ASBBR) tendo a biomassa imobilizada em cubos de espuma de poliuretano na temperatura de 55ºC. O reator foi inoculado com lodo granular mesofílico tratando água residuária de abatedouro de aves. A evolução do biofilme nas matrizes de espuma de poliuretano foi observada durante sete fases experimentais que foram caracterizadas por mudanças nas concentrações de matéria orgânica como DQO (1,0 a 20,0 g/L). A caracterização da biomassa foi feita por exames de amostras do lodo em microscopia ótica e eletrônica de varredura. O reator apresentou grande diversidade de morfologias ao longo do experimento. A predominância de células como Methanosaeta foram observadas até a carga orgânica de 2,5 gDQO/L.d. Por outro lado, microrganismos como Methanosarcina foram a população arquéia predominante nas matrizes de espuma em taxas de carregamento orgânico acima de 3,3 gDQO/L.d. Este fato pode estar relacionado com maior taxa de utilização específica de acetato por esses microrganismos.