Mei, P., Wang, Z., Guo, W., Gao, Y., Vanrolleghem, P.A., Li, Y. (2023). The ASM2d model with two￾step nitrification can better simulate biological nutrient removal systems enriched with complete ammonia oxidizing bacteria (comammox Nitrospira). Chemosphere 335, 139169. (link)

Título

The ASM2d model with two-step nitrification can better simulate biological nutrient removal systems enriched with complete ammonia oxidizing bacteria (comammox Nitrospira)

(O modelo ASM2d com nitrificação em duas etapas pode simular melhor os sistemas de remoção biológica de nutrientes enriquecidos com bactérias oxidantes de amônia completas (comammox Nitrospira))

Resumo

The discovery of comammox Nitrospira, a complete ammonia-oxidizing microorganism belonging to the genus Nitrospira, has brought new insights into the nitrification process in wastewater treatment plants (WWTPs). The applicability of Activated Sludge Model No. 2 d with one-step nitrification (ASM2d-OSN) or two-step nitrification (ASM2d-TSN) for the simulation of the biological nutrient removal (BNR) processes of a full-scale WWTP in the presence of comammox Nitrospira was studied. Microbial analysis and kinetic parameter measurements showed comammox Nitrospira was enriched in the BNR system operated under low dissolved oxygen (DO) and long sludge retention time (SRT). The relative abundance of Nitrospira under the conditions of stage I (DO = 0.5 mg/L, SRT = 60 d) was about twice of that under stage II conditions (DO = 4.0 mg/L, SRT = 26 d), and the copy number of the comammox amoA gene for stage I was 33 times higher than that for stage II. Compared to the ASM2d-OSN model, the ASM2d-TSN model simulated the performance of the WWTP under stage I conditions better, and the Theil inequality coefficient values of all the tested water quality parameters were lower than using ASM2d-OSN. These results indicate that an ASM2d model with two-step nitrification is a better choice for the simulation of WWTPs with the presence of comammox.

TRADUÇÃO LIVRE

A descoberta do comammox Nitrospira, um microrganismo oxidante de amônia completo pertencente ao gênero Nitrospira, trouxe novos insights sobre o processo de nitrificação em estações de tratamento de águas residuais (ETARs). Foi estudada a aplicabilidade do Modelo de Lodo Ativado nº 2 d com nitrificação em uma etapa (ASM2d-OSN) ou nitrificação em duas etapas (ASM2d-TSN) para a simulação dos processos de remoção biológica de nutrientes (BNR) de uma ETAR em escala real na presença do comammox Nitrospira. A análise microbiana e as medições dos parâmetros cinéticos mostraram que o comammox Nitrospira foi enriquecido no sistema BNR operado sob baixo oxigênio dissolvido (OD) e longo tempo de retenção de lodo (SRT). A abundância relativa de Nitrospira sob as condições do estágio I (DO = 0,5 mg/L, SRT = 60 d) foi cerca de duas vezes maior do que sob as condições do estágio II (DO = 4,0 mg/L, SRT = 26 d), e o número de cópias do gene amoA de comammox para o estágio I foi 33 vezes maior do que para o estágio II. Comparado ao modelo ASM2d-OSN, o modelo ASM2d-TSN simulou melhor o desempenho da ETE sob as condições do estágio I, e os valores do coeficiente de desigualdade de Theil de todos os parâmetros de qualidade da água testados foram menores do que usando ASM2d-OSN. Esses resultados indicam que um modelo ASM2d com nitrificação em duas etapas é uma escolha melhor para a simulação de ETEs com a presença de comammox.

Artigo publicado no site Science Direct – Elsevier – Journal Chemosphere