PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DO PARÂMETRO ATIVIDADE METANOGÊNICA ESPECÍFICA

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1 PROPOSTA DE METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DO PARÂMETRO ATIVIDADE METANOGÊNICA ESPECÍFICA Luiz Olinto Monteggia (1) Engenheiro Civil-Mecânico; Mestre em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo IPH/UFRGS; Doutor em Engenharia de Meio Ambiente pela Universidade de Newcastle/UK. Professor Adjunto do IPH/UFRGS. Área de interesse: Tratamento de Águas Residuárias Urbanas e Industriais, com ênfase ao emprego de processos anaeróbios de tratamento. FOTO Endereço (1) : Av. Bento Gonçalves, Porto Alegre - RS - CP CEP: Brasil - Tel: (051) Fax (051) montegia@if.ufrgs.br. RESUMO A capacidade de conversão de ácidos graxos voláteis aos produtos finais da digestão anaeróbia, gás metano e gás carbônico, consiste em informação de vital importância para controle operacional de reatores anaeróbios modernos, também designados reatores de alta taxa. No presente trabalho são apresentados os estudos para padronização de procedimentos de laboratório a serem observados na avaliação da Atividade Metanogênica Específica (AME), tais como, condições ambientais, tipo e quantidade de substrato orgânico e o requerimento de macro e micro nutrientes. É também apresentado o princípio operacional do equipamento desenvolvido para medição de AME, designado Respirômetro Anaeróbio, e sistema de aquisição automática dos dados de produção de biogás. PALAVRAS-CHAVE: Atividade Metanogênica Específica, Respirômetro, Anaeróbio, Nutrientes INTRODUÇÃO O desenvolvimento de reatores anaeróbios de alta taxa, tais como o reator de manto de lodos de fluxo ascendente, filtro anaeróbio, reator de contato, são atualmente tecnologias amplamente aceitas e já devidamente testadas em condições reais para depuração de águas residuárias industriais e urbanas. Estes reatores eliminaram a mais séria desvantagem, quando comparados a reatores aeróbios que consistia no elevado tempo de retenção hidráulico necessário para manter dentro dos reatores as bactérias metanogênicas, as quais apresentam tempos elevados de multiplicação celular. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 754

2 Devido a baixa taxa de crescimento das bactérias metanogênicas, processos anaeróbios eram erroneamente considerados lentos e, por conseqüência de baixa eficiência. Atualmente, é perfeitamente aceito que as reações bioquímicas, especialmente a conversão de ácidos graxos aos produtos finais gás metano e gás carbônico, apresentam elevadas taxas de ocorrência, sendo que a cinética do processo é função da população de bactérias mantidas dentro dos reatores anaeróbios. É importante salientar que a capacidade de carga de um reator anaeróbio não é dependente do suprimento de nenhum reagente, como o oxigênio em processos aeróbios, e portanto o potencial de carga de um reator anaeróbio é, em princípio, ditado por: I. a quantidade de lodo viável que pode ser retido no reator, II. o contato entre lodo viável e a água residuária, e III. as taxas dos processos de conversão biológico. Estudos abrangentes desenvolvidos nos últimos anos, permitiram a elucidação dos mecanismos e taxas de conversão de processos anaeróbios (Lawrence e McCarty, 1969; Kaspar e Whurman, 1978; Lin et al 1989), conduzindo a um melhor entendimento das diferentes etapas do processo anaeróbio. A mistura em reatores anaeróbios modernos é obtida pelo uso de sistemas adequados de entrada do esgoto bruto, turbulência gerada pela produção de biogás, deslocamento hidráulico e também recirculação. A avaliação do lodo biológico acumulado nos reatores, em termos de engenharia, está baseado na concentração de sólidos suspensos voláteis (SSV), considerando-se que valores crescentes de SSV correspondem à concentrações mais elevadas de microrganismos ativos (Kotze et al 1969). O uso do parâmetro SSV para estimar a biomassa ativa em reatores anaeróbios sofre sérias limitações, pois não diferencia a massa de microrganismos responsáveis pelos estágios iniciais da biodegradação (hidrólise, acidificação) e os finais, principalmente a acetogênese e metanogênese. Pode-se afirmar que o fator principal para eficiente digestão anaeróbia consiste no desenvolvimento e manutenção de uma população elevada, estável e viável de bactérias formadoras de metano (Parkin e Owen, 1986). Em complementação, a disponibilidade de parâmetros de controle que possam antecipar condições de desbalanceamento do processo são essenciais para aumentar a confiabilidade de processos anaeróbios (Kirsop, 1984). Neste trabalho são sugeridos os procedimentos de laboratório para avaliação do parâmetro Atividade Metanogênica Específica, o qual complementa a análise Sólidos Suspensos Voláteis para avaliação da Capacidade de Produção de Metano (CPM), permitindo desta forma controle operacional mais acurado de reatores anaeróbios. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 755

3 PROCEDIMENTOS BÁSICOS PARA AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE METANOGÊNICA ESPECÍFICA Introdução A determinação da atividade metanogênica é usualmente realizada por um teste de laboratório em batelada, sob condições ambientais controladas. O resultado é calculado a partir da medição direta da taxa de produção de metano ou consumo de um substrato, por unidade de biomassa (SSV) e unidade de tempo. Como o teste depende da atividade biológica de organismos vivos, a transferência de uma amostra representativa do lodo anaeróbio proveniente de um reator biológico para o equipamento de laboratório, deve levar em conta os seguintes aspectos: I. a garantia de um ambiente anaeróbio, o qual contém as condições necessárias (temperatura, ph, potencial redox) e nutrientes (nitrogênio, fósforo, potássio, enxofre, elementos traço) para obtenção da atividade biológica máxima, II. a utilização de uma adequada população de microrganismos (SSV) e alimento suficiente (substrato teste) acima de concentrações limitantes, para obtenção da taxa máxima de remoção de substrato, e III. o uso de um equipamento de laboratório capaz de monitorar as mudanças da atividade metabólica (produção de gás) ou o consumo do substrato teste com precisão satisfatória durante o período do teste. Condições Ambientais As reações bioquímicas envolvidas na geração de metano são dependentes de condições ambientais, tais como temperatura, ph, potencial redox e disponibilidade de nutrientes. Portanto, é prática comum a preparação de Água de Diluição, contendo os produtos químicos requeridos para atividade metabólica dos microrganismos e simulação, o mais próximo possível das condições dentro dos reatores anaeróbios em estudo. A Tabela 1 apresenta um resumo dos nutrientes recomendados para testes de atividade metanogênica específica, de acordo com diferentes autores. Nutriente (mg/l) (a) (I) (II) (III) (IV) (V) (b) NH 4 Cl (NH4)2SO KH 2 PO K 2 HPO (VI) (b) 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 756

4 Na 2 HPO MgCl KCl Na2SO Na 2 S.7H 2 O NaHCO Y. Extr Elem. Tr. (c) Não Sim Não Não Sim Sim a) nutrientes dissolvidos em água de torneira b) água de torneira contendo aproximadamente 35 mg/l de íons cálcio c) adição de 1 ml de solução de elementos traço descrito por Zehnder et al (1980) d) Referências: I. Valcke e Verstraete, (1983) II. de Zeeuv, (1984) III. Dolfing e Bloemen, (1985) IV. Dolfing, (1985) V. Koster et al, (1986) VI. Koster e Cramer, (1987) CONCENTRAÇÃO DE BIOMASSA E REQUERIMENTO DE ALIMENTO Conforme Dolfing e Bloemen (l985), a aceitação do teste de atividade metanogênica como um método confiável para avaliação da capacidade máxima de geração de metano, requer que a taxa de produção de metano deve ser dependente da quantidade de lodo biológico em ampla faixa de valores de sólidos suspensos voláteis (SSV), ou seja, sem a limitação de alimento ou nutrientes, a taxa de produção de metano deve ser linearmente proporcional ao número de organismos responsáveis pela conversão de acetato ou H 2 + CO 2 à metano. Estes autores observaram que este requerimento foi atendido, quando acetato era utilizado como substrato (0,2 a 1,5 g SV/l) Para H 2 + CO 2, esta relação linear foi observada para concentrações de lodo inferiores a 0,5 g SV/l, provavelmente devido a limitações de transferência de substrato de fase gasosa para a fase líquida. Sob condições enérgicas de mistura dos frascos de reação, foi obtida melhora significativa da linearidade dos resultados. Usando acetato como alimento para os testes de AME, a concentração recomendada de biomassa oscila na faixa de 2,5 g SSV/l (de Zeeuv, 1983; James et al 1990) até 5 g SSV/l (Valcke e Verstraete, 1983). Como a concentração de sólidos suspensos voláteis em reatores anaeróbios de alta taxa é significantemente maior (10 a 30 g SSV/l), uma amostra do lodo biológico é diluída com uma solução mineral (água de diluição) contendo os nutrientes requeridos para máxima atividade das bactérias metanogênicas. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 757

5 O tipo e requerimento de alimento (substrato metanogênico) é outro fator de vital importância para avaliação de AME. De Zeeuv (1984) recomenda o uso de uma mistura de ácido acético, propiônico e butírico ou ácido acético e propiônico somente, com concentração inicial no líquor misturado de 0,6 g/l, resultando em concentração equivalente de DQO de 2,64 ou 1,55 g/l, respectivamente. Valcke e Verstraete (1983) sugerem o uso de diferentes cargas orgânicas, na faixa de 0,3 a 1,0 g HAc/g SSV, mediante adição de diferentes quantidades de ácido acético nos frascos de digestão. Nos casos em que a atividade metanogênica é obtida para a máxima carga testada, testes adicionais devem ser realizados, empregando cargas orgânicas mais elevadas (acima de 1,0 g HAc/g SSV) para verificar eventual deficiência na concentração inicial do substrato metanogênico. Estudos apresentados por Speece (1988), recomendam que a concentração inicial de ácido acético deva ser da ordem de 7,5 g HAc/l, mediante adição de um pequeno volume de solução padrão de Acetato de Cálcio. Esta concentração de ácido acético não é considerada inibitória para as bactérias metanogênicas e deve ser suficiente para garantir a sua atividade máxima. EQUIPAMENTO DE LABORATÓRIO E MÉTODOS DE MEDIDA DE AME As características do equipamento utilizado em laboratório depende se a atividade metanogênica máxima é calculada a partir da taxa de produção de metano ou consumo do substrato utilizado como precursor do metano. Dolfing e Bloemen (1985) verificaram que, em experimentos preliminares com amostras de todos anaeróbios, acetato, propionato e hidrogênio foram estequiométricamente convertidos a metano sem formação de produtos intermediários. Eles concluíram que produção de metano é uma medida adequada para expressar a capacidade de conversão de substratos metanogênicos, e que a determinação de quantidades crescentes de metano é mais fácil e acurada que a medida da concentração decrescente de substrato. Diversos aparatos de laboratório foram propostos para medição de atividade metanogênica, desde sistemas empregando frascos selados (Hungate, 1968; Dolfing e Bloemen, 1985; Speece, 1988), sistemas empregando deslocamento de água para medição do volume de gás produzido (De Zeeuv, 1984) ou sistemas automatizados utilizando válvulas solenóide e sensores de pressão (van den Berg et al 1974; Rozzi et al, 1983). OBJETIVOS DA PESQUISA As informações disponíveis sobre avaliação da atividade metanogênica específica indicam diferenças significantes em termos de rotina experimental de laboratório, tipo e concentração dos substratos teste, a concentração de biomassa, o uso de nutrientes e o equipamento de laboratório utilizado para medição da produção de gases. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 758

6 Os objetivos principais da presente pesquisa foram: I. o desenvolvimento de um equipamento de laboratório adequado para a medida de reduzidos vazões de produção de biogás, sob condições ambientais adequadas, II. a avaliação da concentração inicial requerida de alimento (ácido acético) e biomassa (SSV) a serem usadas para medição da capacidade máxima de produção de metano, III. a definição da concentração necessária de nutrientes e micronutrientes (água de diluição) a fim de proporcionar as condições adequadas aos microrganismos envolvidos na degradação de ácido acético à gás metano e gás carbônico. EQUIPAMENTO EXPERIMENTAL E PROCEDIMENTOS Introdução Os equipamentos de laboratório e procedimentos experimentais foram desenvolvidos no período Julho/88 a outubro/90, envolvendo as seguintes etapas: I. projeto e construção do equipamento de laboratório para medição de Atividade Metanogênica Específica (AME), designado Respirômetro Anaeróbio. II. calibração do respirômetro anaeróbio, III. padronização dos procedimentos de laboratório para medição da AME de diferentes lodos anaeróbios. Parâmetros rotineiros de análise, tais como ph, alcalinidade, DQO, Nitrogênio Amoniacal, Sólidos, Ácidos Graxos e Metais seguiram as recomendações do Standard Methods (1985) e os Métodos de Laboratório compilados pelo Laboratório de Engenharia do Meio Ambiente da Universidade de Newcastle (1988). Projeto e Construção do Respirômetro Anaeróbio Definido o objetivo principal da pesquisa, ou seja, a padronização dos procedimentos de laboratório para medição da atividade metanogênica, ficou claramente evidenciado a necessidade de identificar um equipamento de laboratório que oferecesse precisão e reprodutibilidade para medição da produção de gases e com possibilidade de aquisição e armazenamento automático dos dados coletados. Os sistemas descritos por van den Berg et al (1974) e Rozzi et al (1983) foram utilizados como concepção básica do sistema, constituído por válvula solenóide de três vias e sensor de pressão (manômetro ou transdutor de baixa pressão). 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 759

7 A aquisição e armazenamento dos dados de produção de biogás foi realizado mediante interface digital, acoplada a um computador pessoal, com desenvolvimento de software adequado para processamento e visualização dos resultados no vídeo do computador. Estas tarefas foram desenvolvidas por técnicos em eletrônica e programação do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Newcastle/UK, onde a pesquisa foi desenvolvida. A rotina de laboratório empregada durante os testes de AME estão a seguir sumarizadas: I. adição do volume requerido de lodo anaeróbio a ser testado e água de diluição para obter uma concentração pré-determinada de sólidos suspensos voláteis, II. purga de eventuais traços de oxigênio contidos no mixed liquor (lodo + água de diluição) e substituição do volume de ar atmosférico remanescente na parte superior dos frascos de digestão com gás nitrogênio, III. após a operação de purga, ajuste da temperatura no valor desejado. No presente estudo a temperatura foi ajustada, através de um banho termostático no valor de 35º C, IV.uso de um período de aclimatização do lodo biológico às condições do ensaio por um período de 6 a 12 horas, V. após o período de aclimatização, injeção do alimento (acetato de sódio) em concentração pré-estabelecida, VI.o início do teste foi considerado logo após a injeção do alimento, a partir do qual eram coletadas amostras do biogás produzido em intervalos de tempo de 2 a 4 horas, para determinação da porcentagem de metano, VII.o final do teste foi caracterizado por um decréscimo brusco na produção de biogás, devido ao consumo quase total do alimento injetado. Ao final do teste, amostras da mistura lodo e água de diluição eram analizadas para determinação de ph, alcalinidade, sólidos suspensos voláteis, ácidos graxos voláteis e outros parâmetros eventualmente requeridos. RESULTADOS E DISCUSSÃO Introdução Os procedimentos empregados nos testes iniciais seguiram recomendações disponíveis na literatura, tais como a seleção de faixas de valores para a relação alimento/microrganismos, composição química da água de diluição e condições ambientais ótimas recomendadas para bactérias anaeróbias. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 760

8 O uso de ácido acético como substrato único para os testes de AME foi utilizado ao longo do estudo, ao invés de uma mistura de ácidos graxos (acético + propiônico + butírico), pelas seguintes razões: I. ácido acético é o precursor de 70 a 75% do gás metano gerado em condições anaeróbias, II. o uso de outros intermediários (propiônico, butírico) ou uma mistura dos mesmos não é adequada, a menos que haja o interesse de avaliação da atividade de outros grupos de bactérias (acetogênicas) em combinação com as bactérias metanogênicas, III. várias pesquisas demonstraram que concentrações de ácido acético na ordem de 200 mg/l ou acima podem retardar a degradação de ácido propiônico (Gorris et al, 1989; Segretian e Molleta, 1986). Por outro lado, ácido propiônico em elevadas concentrações pode causar inibição às bactérias metanogênicas (Alcocer, 1988). Dois tipos de lodos anaeróbios foram utilizados durante os estudos de padronização do teste, em termos de sua atividade metanogênica: - lodo de alta atividade, cultivado em efluente a base de cerveja acidificada - lodo de baixa atividade, cultivado em efluente a base de soro de leite TESTES SOBRE RELAÇÃO ALIMENTO/MICRORGANISMOS A geração de metano depende diretamente da disponibilidade de alimento e da população de microrganismos, portanto é possível antecipar que estes dois parâmetros estão interrelacionados e exercem forte influência sobre a AME. O uso de elevadas populações de microrganismos provavelmente consumirá o alimento disponível em curto espaço de tempo, reduzindo a um mínimo o crescimento de novas bactérias durante o teste. Por outro lado, o uso de quantidade excessiva de biomassa pode causar decréscimo na atividade máxima, devido a limitações na transferência de massa do substrato metanogênico aos microrganismos. Da mesma forma, concentrações insuficientes de alimento, isto é, abaixo do nível de saturação do requerido pelos microrganismos pode reduzir a atividade metanogênica máxima. Também deve-se levar em conta que concentrações excessivas de ácido acético podem inibir a atividade das bactérias metanogênicas (toxicidade de ácidos voláteis). Os primeiros testes de AME foram planejados mediante critério sugerido por Valcke e Verstraete (1983), com valores da relação alimento/microrganismos na faixa de 0,1 a 1 g HAc/g SSV (Fig. 1). 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 761

9 AME (ml CH4/gSSV.h) RELAÇÃO F/M x AME ,25 g/l 12 2,50 g/l 10 3,75g/L 8 6 5,0 g/l ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 F/M (g HAc/gSSV) Fig. 1 - Efeito da Relação Alimento/Microrganismos sobre a AME. No teste n. 1, onde a concentração de lodo foi ajustada ao valor de 1,25 g SSV/l, a máxima atividade foi obtida na faixa superior da relação alimento/microrganismos. Porém, surpreendentemente, mediante análise dos resultados do Teste n. 4, a máxima atividade foi obtida já a partir de baixos valores, tais como 0,2 g HAc/g SSV, para o mesmo tipo de lodo anaeróbio. Estes resultados são controversos, levando a conclusão que o planejamento de testes de AME, baseados na relação Alimento/Microrganismos não é adequado. Baseado nestes primeiros resultados, as seguintes modificações foram adotadas para os testes subseqüentes: I. avaliação do efeito da concentração de alimento sobre a AME, ao invés de utilizar diferentes valores da relação alimento/microrganismos, II. aumento da faixa de valores de concentração de microrganismos (SSV) para uma observação mais detalhada da AME, na faixa de 1 a 8 g SSV/l. Conclusões similares foram obtidas tanto para lodos de alta atividade como de baixa atividade, observando-se que concentrações iniciais de acetato acima de 1,5 g/l permitem a obtenção de valores máximos de AME. O segundo grupo de testes (Testes 5 a 11) foram planejados de acordo com o novo critério, ou seja, a seleção da concentração inicial de alimento, ao invés da relação alimentomicrorganismos, para o lodo de baixa atividade. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 762

10 9 CONCENTRAÇÃO DE ALIMENTO x AME AME (ml CH 4 /gssv.h) g/l 2 g/l 3 g/l 4 g/l 5 g/l 6 g/l 8 g/l ALIMENTO (mg/l) Fig. 2 - Efeito da Concentração de Alimento sobre a AME - Testes 5 a 11. O efeito da concentração de microrganismos nos testes 5 a 11, indicou que a faixa ótima de valores de AME ocorreu entre 2 e 5 g SSV/l. Entretanto, não foram identificados quais fatores poderiam estar atuando negativamente sobre a AME, principalmente para a concentração de 1 g SSV/l, no caso de lodo anaeróbio de baixa atividade. O terceiro grupo de testes (Testes 12 a 17) reavaliou o efeito da concentração inicial de alimento e concentração de microrganismos, para o lodo de alta atividade, uma vez que os testes 1 a 4 foram planejados de forma inadequada, ou seja, baseados na relação alimentomicrorganismos, cujos resultados estão apresentados na Fig CONCENTRAÇÃO DE ALIMENTO x AME AME (ml CH4/ gssv.h) g/l 2 g/l 3 g/l 4 g/l 5 g/l 6 g/l ALIMENTO (mg/l) Fig. 3 - Efeito da Concentração de alimento sobre a AME Testes 12 a 17 Similar aos resultados obtidos em testes anteriores observa-se que a atividade metanogênica máxima é obtida para valores de concentração inicial de alimento acima de 1,5 g Hac/l. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 763

11 O efeito principal observado pela concentração de microrganismos consistiu na redução do tempo de duração do teste de AME, para valores crescentes de SSV, com redução discreta dos valores de AME, para valores de SSV abaixo de 2 g/l ou superiores a 5 g/l. Os testes 19 a 26 foram planejados para avaliação do efeito do ph inicial e capacidade tampão da água de diluição sobre a AME, pois observou-se que o ph poderia aumentar significativamente devido a geração de alcalinidade de bicarbonatos (Fig. 4 e 5). 9 BUFFER x AME 8 AME (ml CH4/ gssv.h) ph = 6,7 (KH2PO4/K2HPO4 = 1) ph = 6,9 (KH2PO4/K2HPO4 = 0,67) ph = 7,1 (KH2PO4/K2HPO4 = 0,43) BUFFER (g/l) Fig. 4. Efeito da Concentração de Buffer sobre a AME para diferentes valores de ph inicial - Lodo de Baixa Atividade. 28 BUFFER x AME 26 AME (ml CH4/gSSV.h) ph = 6,7 (KH2PO4/K2HPO4 = 1) ph = 6,9 (KH2PO4/K2HPO4 = 0,67) ph = 7,1 (KH2PO4/K2HPO4 = 0,43) BUFFER (g/l) Fig. 5. Efeito da Concentração de Buffer sobre a AME para diferentes valores de ph inicial - Lodo de Alta Atividade. Um conjunto de testes complementares foram desenvolvidos para avaliação do efeito de macro e micronutrientes, cujos resultados estão apresentados nas conclusões deste trabalho. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 764

12 Os testes 39 a 41 tiveram por objetivo avaliar o requerimento de Ferro, Cobalto e Níquel, considerados os mais importantes para as bactérias metanogênicas. Entretanto, não foi observado qualquer efeito benéfico sobre a dosagem extra destes metais sobre os valores medidos de AME, os quais, conforme informações bibliográficas, são requeridos em concentrações traço, usualmente presentes na água de torneira empregada para preparação da água de diluição. CONCLUSÕES Os ensaios de laboratório para padronização da avaliação da Atividade Metanogênica Específica (AME) estão a seguir sumarizados, dando-se ênfase aos fatores de maior importância na atividade das bactérias metanogênicas acetoclásticas. I. a disponibilidade de ácido acético em concentração acima do valor de saturação, requerido pelas bactérias metanogênicas, foi o parâmetro mais importante no teste de AME. O uso de concentrações iniciais na faixa de 2,0 a 4,0 g HAc/l desenvolveu valores de AME na sua faixa máxima, tanto para lodos anaeróbios de baixa como de alta atividade. Baseado nesta observação, podemos afirmar que a concentração inicial de alimento é função das características biocinéticas das bactérias metanogênicas e não é dependente do número total de bactérias presente no lodo em análise. II. o uso da relação alimento/microrganismos (F/M) pode causar resultados contraditórios de AME, sendo portanto inadequada para planejamento desta análise. III. a concentração inicial recomendada para alimento (HAc) deve garantir a ocorrência de um patamar que identifique valores de atividade máxima, porém este valor inicial não deve ser excessivo, pois pode resultar em elevado tempo de duração do ensaio. Portanto, recomenda-se a utilização de concentração inicial de 2000 mg HAc/l como valor de referência para avaliação de AME. IV.a concentração recomendada de microrganismos situa-se na faixa de 2 a 5 g SSV/l. Observa-se que valores na faixa superior deste intervalo reduzem o tempo total de duração do ensaio, o qual corresponde ao consumo do alimento colocado a disposição dos microrganismos. V. a concentração recomendada de nutrientes a ser adicionada a água de diluição e condições iniciais para avaliação da AME estão a seguir sumarizadas: Nutrientes KH 2 PO 4 K 2 HPO 4 NH 4 Cl Na2S.7H2O Extrato de levedura Concentração 1,5 g/l 1,5 g/l 0,5 g/l 0,05 g/l 0,2 g/l 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 765

13 ph = 6,7 pe = -100 a -200 mv VI. a utilização de um equipamento automatizado para avaliação da Atividade Metanogênica Específica designado Respirômetro Anaeróbio demonstrou excelente estabilidade operacional, constituindo-se equipamento de laboratório indispensável para avaliação de AME, bem como outros estudos, tais como avaliação de toxicidade e tratabilidade de resíduos orgânicos em condições anaeróbias. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ALCOCER, M. S. B. - The effect of ph on microbial interactions in the presence of propionic acid in anaerobic digestion. PhD Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, U.K, DOLFING, J, - Kinectics of methane formation by granular sludge at low substrate concentrations. Applied Microbiology Biotechnology, vol. 22, pp , DOLFING, J. & BLOEMEN, G. B. M. - Activity measurements as a tool to characterize the microbial composition of methanogenic environments. Journal of Microbiological Methods, vol. 4, pp. 1-12, GORRIS, L. G. M.; van DEURSEN, J. A. M.; van der DRIFT, C. & VOGELS, G. D. - Inhibition of propionate degradation by acetate in methanogenic fluidized bed reactors. Biotechnology Letters, vol. 11, pp , HUNGATE, R. E. - A roll tube method for cultivation of strict anaerobes. In Advances in Microbiology, J. R. Norris & D. W. Ribbons (Ed.), vol. 3B, pp , Academic Press Inc. New York, USA, JAMES, A.; CHERNICHARO, C. A. L. & CAMPOS, C. M. M. - The development of a new methodology for the assessment of specific methanogenic activity. Water Research, vol. 24, pp , KASPAR, H. F. & WHURMAN, K. - Product inhibition in sludge digestion. Microbial Ecology, vol. 4, pp , 1978b. 8. KIRSOP, B. H. - Methanogenesis. Critical Reviews in Biotechnology, vol 1, pp , KOTZE, J. P.; THIEL, P. G. & HATTINGH, W. H. - Anaerobic digestions II. The characterization and control of anaerobic digestion. Water Research, vol. 3, pp , LAWRENCE, A. W. & McCARTY, P. L. - The role of sulfide in preventing heavy metal toxicity in anaerobic treatment. Journal Water Pollution Control Federation, vol. 37, pp , PARKIN, G. F. & OWEN, W. F. - Fundamentals of anaerobic digestions of wastewater sludges. Journal of Environmental Engineering, ASCE, vol. 112, pp , ROZZI, A., BRUNETTI, A., PALMISANO, N. & STELLA, P. - Automatic data acquisition and processing system for methanogenic activity tests. Proceedings European Symposium Anaerobic Wastewater Treatment, p. 574, The Netherlands, SEGRETIAN, C. & MOLETTA, R. - Acetogenic activity on propionic and butyric acids by a methanogenic microbial ecosystem adapted to wine distillery wastewater. In Biology of Anaerobic Bacteria, H. C. Dubourguier, G., Albagnac, J., Montreuil, C., Romond, P., Sautière & J. Guillaume (Eds.), Elsevier Sc. Publishers B. V. Amsterdam, The Netherlands, SPEECE, R. E. - A Survey of municipal anaerobic sludge digesters and diagnostic activity assays. Water Research, vol. 22, pp , Standard Methods for Examination of Water and Wastewater - American Public Health Associationm New York, N. Y., VALCKE, D. & VERSTRAETE, W. - A Practical method to estimate the acetoclastic methanogenic biomass in anaerobic reactors. Journal Water Pollution Control Federation, vol. 55, pp , VAN DEN BERG, L., LENTZ, C. P., ATHEY, R. J. & ROOKE, E. A. - Assessment of methanogenic activity in anaerobic digestion: apparatus and method. Biotechnology and Bioengineering, vol. 21, pp , de ZEEUV, W. - Acclimation of Anaerobic Sludge for UASB Reactor Start-up. Ph.D. Thesis, Wageningen University, The Netherlands, o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 766