Fungos no tratamento de manipueira

Abstract

Efluentes agroindustriais, como a manipueira, são ricos em compostos que sofrem rápida acidificação e dependem de difíceis estratégias de tratamento, pois ainda não têm estabelecida tecnologia eficiente e de baixo custo. Em pesquisas realizadas com reator tipo calha anaeróbia de fluxo horizontal operando com uma demanda química de oxigênio (DQO) máxima de 16 g.L-1 de manipueira, houve crescimento espontâneo de fungos na entrada do reator, os quais se desenvolveram em pH moderadamente ácido (4,5), em meio praticamente anaeróbio. A comunidade fúngica encontrada foi isolada e identificada. Avaliou-se então a capacidade destes fungos em degradar matéria orgânica e as melhores condições para seu desenvolvimento e eficiência na degradação de matéria orgânica de acidificação rápida, e foram testadas, três diferentes condições ambientais: aerada (AE), não aerada (NAE) e não aerada restrita (NAER), em três diferentes concentrações, com e sem meio suporte. A partir destes resultados, foi estudada a possibilidade de incluir uma etapa preliminar de tratamento por fungos à digestão anaeróbia (DA) buscando elevar o pH visando tamponamento da manipueira. Foram realizados testes de biodegradabilidade anaeróbia da manipueira pré-tratada por fungos, com e sem a adição de tampão. Foram isolados 32 fungos, entre os quais prevalecera o gênero Aspergillus sp (11), seguido pelo Scedosporium sp (4) e Paecilomyces sp (3). A cultura mista de fungos mostrou habilidade em degradar manipueira, com somente 13% de DQO remanescente, em ambas as condições, AE e NAE. A condição NAER se mostrou ineficiente, pois levou 75 dias para remover 85% da matéria orgânica presente no meio. Os resultados indicaram que a concentração inicial de compostos de nitrogênio no meio tem papel importante no tamponamento do sistema. O meio suporte constituído de espuma de poliuretano, não foi eficiente, pois não ocorreu aderência expressiva de biomassa fúngica no mesmo. Pode-se concluir que a cultura mista de fungos estudada foi eficiente no tratamento de manipueira e poderia ser aplicada, tanto como tratamento único, utilizando a condição aerada, quanto como uma etapa preliminar à digestão anaeróbia, utilizando a condição não aerada. A última demonstrou que um tratamento preliminar por fungos apresenta-se como uma estratégia promissora para permitir a digestão anaeróbia de efluentes de rápida acidificação.

ABSTRACT - Agro industrial wastewaters, like cassava-processing wastewater (manipueira), are rich in compounds that will cause a rapid acidification, requiring a complex approach for their treatment, as still no efficient low-cost technology exists for this problem. In research carried out using an anaerobic horizontal flow reactor, fed with cassava-processing wastewater with a chemical oxygen demand (COD) of at most 16 g.L-1, spontaneous growth of fungi occurred at the entrance of the reactor. These fungi developed under moderately acid (pH of 4.5) conditions, in an almost anaerobic environment. The fungal culture was isolated and identified. After observing the capacity of these fungi to degrade organic matter, they were tested under different conditions to find the best conditions for their growth and for efficiency in degrading rapidly acidifying organic matter, the conditions tested being: aerated (AE), non-aerated (NAE) and restricted non-aerated (NAER), at three different concentrations, and with and without supporting medium. Based on these results, the possibility to include a fungal pre-treatment step before anaerobic digestion (AD) was studied, aimed at increasing the pH by buffering the cassavaprocessing wastewater (cww). Thus, anaerobic biodegradability tests of fungal-pre-treated cww were performed, where the fungal-treated cassava-processing wastewater was supplied with and without a buffer. The experiments resulted in 32 isolated fungi, amongst which the type Aspergillus sp. prevailed (11), followed by Scedosporium sp. (4) and Paecilomyces sp. (3), amongst others. The fungal mixed culture was able to degrade cassava-processing wastewater, with an efficiency of 87% relative to COD, under both AE and NAE conditions. The NAER conditions did not show good results, as it took 75 days to remove 85% of the organic matter present in the cultivation medium. The results indicate that the initial concentration of nitrogen-containing species in the cultivation medium play an important role in the buffering of the system. The supporting medium made up of polyurethane foam was not functional, as no significant adhesion of the biomass on the foam occurred. It can be concluded that the studied fungal mixed culture was efficient for the treatment of manipueira and can be used, both as a one-step treatment process, under aerated conditions, and as a pre-treatment process before anaerobic digestion, under non-aerated conditions. This last option shows that a fungal pre-treatment technology can be a promising strategy to enable anaerobic digestion of rapidly acidifying effluents.