Identificación y cuantificación del morfotipo Haliscomenobacter hydrossis formador de bulking mediante la técnica FISH y estudio de su relación con los parámetros operacionales y físico-químicos en EDAR de la Comunidad Valenciana

Abstract

[EN] Haliscomenobacter hydrossis is a filamentous bacterium that has been detected in different samples of activated sludge worldwide, both municipal and industrial, but are rarely involved in bulking and foaming incidents. Normally, there is of great importance to perform preventive measures to eliminate these filaments WWTP actions. However, in rare cases where they cause problems, control is necessary. This work was made in order to indentify and quantify the population of filamentous morphotype Halsicomenobacter hydrossis in the effluent of four sewage treatment plant in Valencian Community (Quart Benager, Castellón, Carraixet y Denia) in the observation period of one year. The main objectives were the analysis of the temporal evolution of the bacteria population as well as the determination of possible relations between operational parameters, physical and chemical parameters. This investigation helps to identify the population dynamics of Haliscomenobacter hydrossis and relationships between the operational and physical-chemical variables that may affect their activity and growth will be studied. The determination of the genus Haliscomenobacter populations was realized applying the molecular technique FISH (Fluorescent in situ hybridization). Quantifying the population of filaments was made with the probes: HHY and SAP-309, following the subjective judgment of Eikelboom and by FISH technique in combination with image analysis. The quantifications of the filamentous morphotype H.hydrossis by IE FISH technique and image analysis do not match. The IE did not allow quantitative statistical analysis because almost all values were very similar (mostly FI = 5). However, image processing with the FISH technique variability was obtained in the evolution of bacterial populations studied and to relate to the physical-chemical and operational parameters of the WWTP studied. High concentrations of total nitrogen influent, the influent ammonia nitrogen, total phosphorus and phosphate influent, volatile fatty acids and proteins influent were positively associated with the concentration of bacteria hybridized with SAP CLM-309 and probes. H.hydrossis bacterial population and the concentration of bacteria hybridized with probe SAP-309 increases with decreasing carbohydrate loading. High oxygen concentrations in the low range (<0.8 ppm) and mid range (0.8 to 2 ppm) were positively associated with the concentration of hybridized with SAP-309 bacteria and CLM. Haliscomnobacter presence was noted in the range from <0.8 to 2 ppm of dissolved oxygen.

[ES] Haliscomenobacter hydrossis es una bacteria filamentosa que ha sido detectada en distintas muestras de fangos activos por todo el mundo, tanto municipales como industriales, pero raramente están involucrados en incidencias de bulking y foaming. Normalmente, no tiene una gran importancia realizar acciones preventivas para eliminar estos filamentos de las EDAR. Sin embargo, en raros casos donde causan problemas, el control es necesario. En este trabajo se ha identificado y cuantificado la población de bacterias del morfotipo filamentoso Haliscomenobacter hydrossis presentes en el licor mezcla de cuatro EDAR de Comunidad Valenciana (Quart Benager, Castellón, Carraixet y Denia) a lo largo de un año, incluyéndose el análisis de su evolución temporal así como la determinación de posibles relaciones entre las variables operacionales y físico-químicas en el fango activo. De esta forma se estudiará la dinámica poblacional de Haliscomenobacter hydrossis y las relaciones entre las variables operacionales y físico-químicas, que pueden afectar a su actividad y crecimiento. La determinación de la población de bacterias del género Haliscomenobacter se llevó a cabo mediante la técnica molecular de hibridación in situ con sondas marcadas con fluorocromos (FISH). La cuantificación de la población de filamentos se ha realizado con las sondas: HHY y SAP-309, siguiendo el criterio subjetivo de Eikelboom y mediante la técnica de FISH combinada con el análisis de imagen. Las cuantificaciones del morfotipo filamentoso H.hydrossis mediante el IE y la técnica FISH con análisis de imagen no coinciden. El IE no permitió análisis estadísticos cuantitativos ya que casi todos los valores eran muy parecidos (FI mayoritariamente igual a 5). Sin embargo, con el tratamiento de imagen junto con la técnica FISH se obtuvo variabilidad en la evolución de las poblaciones bacterianas estudiadas y poder relacionarse con los parámetros físico-químicos y operacionales de las EDAR estudiadas. Altas concentraciones de Nitrógeno total afluente, el Nitrógeno amoniacal del afluente, el fósforo total y fosfato del afluente, los ácidos grasos volátiles y las proteínas del afluente se asociaron positivamente con la concentración de bacterias hibridadas con las sondas SAP-309 y HHY. La población bacteriana de H.hydrossis, así como la concentración de bacterias hibridadas con la sonda SAP-309 aumenta al disminuir la carga de carbohidratos. Altas concentraciones de oxígeno en los rangos bajo (<0,8 ppm) y rango medio (0,8 a 2 ppm) se asociaron positivamente con la concentración de bacterias hibridadas con SAP-309 y HHY. Se observó la presencia de Haliscomnobacter en el rango de <0,8 a 2 ppm de oxígeno disuelto.

[CA] Haliscomenobacter hydrossis és un bacteri filamentosa que ha estat detectada en diferents mostres de fangs actius per tot el món, tant municipals com industrials, però rarament estan involucrats en incidències de bulking i foaming. Normalment, no té una gran importància realitzar accions preventives per eliminar aquests filaments de les EDAR. No obstant això, en rars casos on causen problemes, el control és necessari. En aquest treball s'ha identificat i quantificat la població de bacteris del morfotipus filamentós Haliscomenobacter hydrossis presents en el licor mescla de quatre EDAR de Comunitat Valenciana (Quart Benàger, Castelló, Carraixet i Dénia) al llarg d'un any, incloent l'anàlisi del seu evolució temporal així com la determinació de possibles relacions entre les variables operacionals i fisicoquímiques en el fang actiu. D'aquesta manera s'estudiarà la dinàmica poblacional de Haliscomenobacter hydrossis i les relacions entre les variables operacionals i fisicoquímiques, que poden afectar la seva activitat i creixement. La determinació de la població de bacteris del gènere Haliscomenobacter es va dur a terme mitjançant la tècnica molecular d'hibridació in situ amb sondes marcades amb fluorocroms (FISH). La quantificació de la població de filaments s'ha realitzat amb les sondes: HHY i SAP-309, seguint el criteri subjectiu de Eikelboom i mitjançant la tècnica de FISH combinada amb l'anàlisi d'imatge. Les quantificacions del morfotipus filamentós H.hydrossis mitjançant l'IE i la tècnica FISH amb anàlisis d'imatge no coincideixen. L'IE no va permetre anàlisis estadístiques quantitatives ja que gairebé tots els valors eren molt semblants (FI majoritàriament igual a 5). No obstant això, amb el tractament d'imatge juntament amb la tècnica FISH es va obtenir variabilitat en l'evolució de les poblacions bacterianes estudiades i poder relacionares amb els paràmetres fisicoquímics i operacionals de les EDAR estudiades. Altes concentracions de Nitrogen total afluent, el Nitrogen amoniacal de l'afluent, el fòsfor total i fosfat de l'afluent, els àcids grassos volàtils i les proteïnes de l'afluent es van associar positivament amb la concentració de bacteris hibridades amb les sondes SAP-309 i HHY. La població bacteriana de H.hydrossis, així com la concentració de bacteris hibridades amb la sonda SAP-309 augmenta en disminuir la càrrega de carbohidrats. Altes concentracions d'oxigen en els rangs baix (<0,8 ppm) i puntuació baixa (0,8 a 2 ppm) es van associar positivament amb la concentració de bacteris hibridades amb SAP-309 i HHY. Es va observar la presència de Haliscomnobacter en el rang de <0,8-2 ppm d'oxigen dissolt.