Ανάπτυξη Και Εφαρμογή Της Μοριακής Τεχνικής FISH Με Στόχο Τον Ποσοτικό Προσδιορισμό Και Τη Διερεύνηση Της Ενεργότητας Νηματοειδών Βακτηρίων Σε Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων Με Απομάκρυνση Θρεπτικών

Abstract

Ο στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση του φαινόμενου του αφρισμού λόγω της υπερανάπτυξης των νηματοειδών μικροοργανισμών M. parvicella και G. amarae σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων (ΕΕΛ) με απομάκρυνση θρεπτικών, με έμφαση στον προσδιορισμό της επίδρασης της γραμμής επεξεργασίας της ιλύος στο νηματοειδή αφρισμό. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι δυσκολίες που προκύπτουν από την εφαρμογή της παραδοσιακής τεχνικής Pitt και Jenkins για την καταμέτρηση των νηματοειδών βακτηρίων που προκαλούν αφρισμό, αναπτύχθηκε μοριακή τεχνική καταμέτρησής τους με τη βοήθεια της Φθορίζουσας Επί Τόπου Υβριδοποίησης (Fluorescent In Situ Hybridization - FISH). Επιπλέον, οι μέσοι όροι των νηματοειδών που ταυτοποιήθηκαν με τη FISH δεν είχαν στατιστική διαφορά από τους αντίστοιχους που ταυτοποιήθηκαν με την τεχνική LIVE/DEAD που προσδιορίζει τους ζώντες μικροοργανισμούς. Επομένως, στην παρούσα εργασία η FISH χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό των βιώσιμων μικροοργανισμών. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια της μεθόδου FISH, διερευνήθηκε η υπερανάπτυξη των νηματοειδών μικροοργανισμών M. parvicella και G. amarae στα διάφορα στάδια τριών εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων (Χαλκίδας, Βόλου και Ψυττάλειας). Οι ΕΕΛ επιλέχθηκαν βάσει της επίμονης εμφάνισης του φαινομένου του αφρισμού και με ιδιαίτερο στόχο την εξέταση της υπόθεσης της επανατροφοδότησης του συστήματος της ενεργού ιλύος με τους εν λόγω νηματοειδείς μέσω της επανακυκλοφορίας των στραγγιδίων από τη γραμμή επεξεργασίας της ιλύος. Από τα ισοζύγια των ροών μάζας των νηματοειδών μικροoργανισμών προέκυψε ότι οι υπό εξέταση νηματοειδείς επιβιώνουν στη διεργασία της αναερόβιας χώνευσης σε σημαντικό ποσοστό (ποσοστό καταστροφής από 36,2-77,6%). Επίσης, προέκυψε ότι οι ροές των στραγγιδίων από τις διεργασίες πάχυνσης και αφυδάτωσης επανατροφοδοτούν με βιώσιμους νηματοειδείς Μ. parvicella και G. amarae το σύστημα ενεργού ιλύος όλων των υπό εξέταση ΕΕΛ σε ποσοστό 0,4% - 27,1% της συνολικής μάζας των νηματοειδών στη δευτεροβάθμια διεργασία. Παράλληλα, προσδιορίστηκε το ποσοστό καταστροφής των εν λόγω βακτηρίων και διερευνήθηκαν οι επιπτώσεις των υψηλών συγκεντρώσεων των νηματοειδών G. amarae και M. parvicella σε εργαστηριακά συστήματα αναερόβιας χώνευσης καθώς και η συσχέτισή τους με την απόδοση των χωνευτών και με πιθανά λειτουργικά προβλήματα. Για το σκοπό αυτό αξιολογήθηκε η λειτουργία διαφορετικών συστημάτων αναερόβιας χώνευσης, μέσω της μελέτης της επίδρασης του χρόνου παραμονής, της θερμοκρασίας και της διαμερισματοποίησης. Πιο συγκεκριμένα εξετάστηκαν τέσσερα συστήματα, ένας μονοβάθμιος μεσόφιλος χωνευτής, ένας μονοβάθμιος θερμόφιλος χωνευτής και δύο διβάθμια συστήματα. Το ένα διβάθμιο σύστημα αποτελούταν από ένα πρώτο θερμόφιλο στάδιο με μικρότερο χρόνο παραμονής σε σειρά με δεύτερο μεσόφιλο στάδιο ενώ το δεύτερο διβάθμιο σύστημα αποτελούταν από δύο μεσόφιλους χωνευτές σε σειρά με ίσους χρόνους παραμονής. Όλα τα συστήματα λειτούργησαν σε 4 διαφορετικούς χρόνους παραμονής, στις 20, 16, 13 και 10 ημέρες. Σύμφωνα με τις μετρήσεις FISH των M. parvicella και G. amarae, οι θερμόφιλοι χωνευτές πέτυχαν στατιστικά υψηλότερα ποσοστά καταστροφής των νηματοειδών, αναλογικά με το χρόνο παραμονής τους...