Bioaugmentation with Advenella kashmirensis for the treatment of a kraft pulp effluent by aerated lagoon Translated title: Bioaumentação com Advenella kashmirensis, para tratamento de efluente de celulose kraft por lagoa aerada

Abstract

Abstract Brazil is considered a world leader in paper production. It is estimated that the sector contributes 46.5% of the national gross domestic product, and its effluents have high concentrations of organic matter and recalcitrant compounds which can cause coloration and ecotoxicity, generating impact if not properly treated. A potential strategy for the treatment of this wastewater is bioaugmentation with native bacteria isolated from the industrial sludge and effluent, which, due to their potential metabolism adapted to adverse environmental conditions, may favor the removal of specific compounds. When associated with immobilization techniques, the inoculum can develop as a biofilm adhered to a support medium, which provides surfaces for adhesion, growth and survival of bacteria. We therefore investigated the treatment of Kraft pulp effluent by bioaugmentation with the autochthonous bacterium Advenella kashmirensis both immobilized in a spongy support medium - Aqua Porous Gel (APG) - and in free-swimming (planktonic) form, denominated Phase I and II, respectively. The investigation was performed in a bench-scale aerated lagoon system with untreated industrial effluent. The effect of the use of bacteria in bioaugmentation was assessed by the removal parameters of Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Color, Total Phenolic Compounds (TPC) and Lignin Compounds (LC). The results indicate that both Phases I and II were efficient for the treatment of COD, BOD5 and color parameters. However, the biofilm form provided better stability to the biological system in the treatment of the Kraft pulp effluent.

Translated abstract

Resumo O Brasil é considerado referência mundial na produção de papel, se estima que o setor contribui com 46,5% do produto interno bruto nacional, configurando uma manufatura extensiva cujos efluentes possuem concentrações elevadas de matéria orgânica e compostos recalcitrantes, que podem introduzir cor e ecotoxicidade, gerando impacto caso não se proceda o adequado tratamento do mesmo. Uma estratégia potencial para o tratamento desta água resíduária é a bioaumentação com bactérias nativas isoladas do lodo e efluente da indústria, estas devido ao potencial metabolismo adaptado às condições adversas do ambiente, podem favorecer a remoção de compostos específicos. Quando associada a técnicas de imobilização, o inóculo pode se desenvolver como biofilme aderido a um meio suporte, que proporciona superfícies para adesão, crescimento e sobrevivência das bactérias. Desta forma, foi avaliado o tratamento de efluente de celulose kraft por bioaumentação com bactéria autóctone Advenella kashmirensis imobilizada em meio suporte esponjoso do tipo aquaporousgel (APG), e sobre a forma de vida planctonica/livre, denominadas de fase I e II respectivamente, em sistema de lagoa aerada de escala de bancada com efluente industrial não tratado. O efeito do uso da bactéria na bioumentação foi avaliado com efluente industrial não tratado. O efeito do uso da bactéria na bioumentação foi avaliado pelos parâmetros de remoção de Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Cor, Compostos Fenólicos Totais (CFT) e Compostos Ligninicos (CL). Os resultados apontam que ambas as fases I e II, foram eficientes para tratamento dos parâmetros DQO, DBO5 e cor. Entretanto, a forma de biofilmes conferiu melhor estabilidade ao sistema biológico no tratamento do efluente de celulose kraft.