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Publicação
Evaluation of activated sludge and treated water at wastewater treatment plant Gaia coastline : performance indicators using protozoa and filamentous bacteria
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This study analyzed the operational dynamics of the Wastewater treatment plant (WWTP) SIMDOURO S.A. in Águas de Gaia, focusing on microbial communities in the activated sludge system. Design aids odor control, but efficiency depends on the microbial population. Initially, the activated sludge process was described using the Sludge Biotic Index (SBI) to evaluate how various factors influence microfauna. The goal was to find reliable indicators for daily monitoring and assess seasonal variations in microbial communities. Sludge, Affluent, and effluent samples were collected in fall, winter, and spring, while sensors monitored dissolved oxygen (O2) levels, temperature (Temp), and other parameters. Microscopic analysis quantified protozoan and metazoan populations, and laboratory analyses provided data on Total Suspended Solids (TSS), pH, Biochemical Oxygen Demand (COB), Chemical Oxygen Demand (COD), and nutrients like Ammonium (NH₄⁺) and Nitrate (NO₃⁻). Statistical analyses included t-tests, Wilcoxon tests, and Principal Component Analysis (PCA). Biological reactors 1 and 2 (T1 and T2) showed no significant differences, justifying their grouping. Seasonal shifts in microbial composition were noted: mobile ciliates dominated in autumn, while sessile ciliates prevailed in winter and spring. Key taxa such as Epistylis and Microthrix were identified, with SBI consistently at an ideal score of 10. PCA showed distinct seasonal clusters, and Modelo Linear Geral (GLM) indicated significant influences from seasonality and protozoan abundance on key parameters. Dominant filamentous bacteria included Nocardia spp. and Microthrix parvicella, correlated with specific Affluent conditions. Reliable ciliate indicators of system efficiency were identified, while flagellates and other organisms appeared sporadically. Future research should focus on advanced bacterial quantification methods, explore Artificial Intelligence (AI) and machine learning models, and extend the study into summer for a comprehensive understanding of microbial ecology.
Este estudo analisou a dinâmica operacional de uma Estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de SIMDOURO S.A. Vila Nova de Gaia, com foco nas comunidades microbianas no sistema de lamas ativadas. O design auxilia no controlo de odores, mas a eficiência depende da população microbiana. Inicialmente, o processo de lamas ativadas foi descrito através do Índice Biótico de Lamas (IBL) para avaliar como vários fatores influenciam a microfauna. O objetivo foi encontrar indicadores fiáveis para monitorização diária e avaliar as variações sazonais nas comunidades microbianas. Foram recolhidas amostras de lamas, afluentes e efluentes no outono, inverno e primavera, enquanto os sensores monitorizaram os níveis de oxigénio dissolvido (O2), temperatura (Temp) e outros parâmetros. A análise microscópica quantificou as populações de protozoários e metazoários, e as análises laboratoriais forneceram dados sobre o Sólidos Suspensos Totais (TSS), pH, Demanda bioquímica de oxigénio (COB), Demanda Química de Oxigénio (COD) e nutrientes como Amônio (NH₄⁺) e Nitrato (NO₃⁻). As análises estatísticas incluíram testes t, testes de Wilcoxon e Análise de Componentes Principais (PCA). Reactores biológicos 1 e 2 (T1 e T2) não apresentaram diferenças significativas, justificando o seu agrupamento. Foram observadas alterações sazonais na composição microbiana: os ciliados móveis dominaram no outono, enquanto os ciliados sésseis prevaleceram no inverno e na primavera. Foram identificados táxones-chave, como Epistylis e Microthrix, com IBL consistentemente num valor ótimo de 10. A PCA mostrou grupos sazonais distintos, e os Modelos Lineares Generalizados (GLM) indicaram influências significativas da sazonalidade e da abundância de protozoários em parâmetros-chave. As bactérias filamentosas dominantes incluíram Nocardia spp. e Microthrix parvicella, correlacionadas com condições específicas de influência. Foram identificados indicadores ciliados fiáveis da eficiência do sistema, enquanto os flagelados e outros organismos apareceram esporadicamente. Pesquisas futuras devem concentrar-se em métodos avançados de quantificação bacteriana, explorar modelos de IA e aprendizagem automática e estender o estudo até ao verão para uma compreensão abrangente da ecologia microbiana.
Este estudo analisou a dinâmica operacional de uma Estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de SIMDOURO S.A. Vila Nova de Gaia, com foco nas comunidades microbianas no sistema de lamas ativadas. O design auxilia no controlo de odores, mas a eficiência depende da população microbiana. Inicialmente, o processo de lamas ativadas foi descrito através do Índice Biótico de Lamas (IBL) para avaliar como vários fatores influenciam a microfauna. O objetivo foi encontrar indicadores fiáveis para monitorização diária e avaliar as variações sazonais nas comunidades microbianas. Foram recolhidas amostras de lamas, afluentes e efluentes no outono, inverno e primavera, enquanto os sensores monitorizaram os níveis de oxigénio dissolvido (O2), temperatura (Temp) e outros parâmetros. A análise microscópica quantificou as populações de protozoários e metazoários, e as análises laboratoriais forneceram dados sobre o Sólidos Suspensos Totais (TSS), pH, Demanda bioquímica de oxigénio (COB), Demanda Química de Oxigénio (COD) e nutrientes como Amônio (NH₄⁺) e Nitrato (NO₃⁻). As análises estatísticas incluíram testes t, testes de Wilcoxon e Análise de Componentes Principais (PCA). Reactores biológicos 1 e 2 (T1 e T2) não apresentaram diferenças significativas, justificando o seu agrupamento. Foram observadas alterações sazonais na composição microbiana: os ciliados móveis dominaram no outono, enquanto os ciliados sésseis prevaleceram no inverno e na primavera. Foram identificados táxones-chave, como Epistylis e Microthrix, com IBL consistentemente num valor ótimo de 10. A PCA mostrou grupos sazonais distintos, e os Modelos Lineares Generalizados (GLM) indicaram influências significativas da sazonalidade e da abundância de protozoários em parâmetros-chave. As bactérias filamentosas dominantes incluíram Nocardia spp. e Microthrix parvicella, correlacionadas com condições específicas de influência. Foram identificados indicadores ciliados fiáveis da eficiência do sistema, enquanto os flagelados e outros organismos apareceram esporadicamente. Pesquisas futuras devem concentrar-se em métodos avançados de quantificação bacteriana, explorar modelos de IA e aprendizagem automática e estender o estudo até ao verão para uma compreensão abrangente da ecologia microbiana.
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Palavras-chave
WWTPs Activated sludge systems Protozoa Filamentous bacteria SBI Nutrient removal efficiency PCA GLM ETAR Sistemas de lamas ativadas Protozoários Bactérias filamentosas IBL Eficiência de remoção de nutrientes Análise de componentes principais
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