Controle de biofilmes em membranas de osmose inversa através de bacteriófagos

Abstract

Alguns segmentos industriais são conhecidos por produzir grandes quantidades de efluentes salinos, entre eles pode-se destacar o setor petroquímico. Com a crescente busca por tecnologias que permitam a reciclagem da água, os sistemas de osmose inversa (OI) tem ganhado grande atenção por parte do setor industrial e de pesquisadores em todo o mundo. As incrustações (fouling) são o principal entrave encontrado nesses sistemas por causarem redução expressiva no fluxo e podem ter diversas origens, sendo a bioincrustação, caracterizada pela formação de biofilme de origem microbiana na superfície da membrana, a mais importante. Neste trabalho foi avaliadaa capacidade do fago vB_AspP-UFV1, específico contra bactérias do gênero Arthrobacter, submetidoà analises morfológicas e moleculares e isolado a partir de sistemas de lodos ativados,no controle de biofilmeformado por bactérias obtidas da água de alimentação de sistemas de osmose inversa de refinarias de petróleo. Os resultados mostraram se tratar de um fago da família Podoviridae, ordem Caudovirales, com genoma de aproximadamente 22 Kb. As técnicas de cristal violeta e microscopia eletrônica de varredura demonstraram a capacidade do fago em reduzir a formação do biofilme na maioria das bactérias avaliadas, chegando a 87% de redução em alguns isolados, o que demonstra a viabilidade do uso de bacteriófagos como alternativa aos atuais métodos de controle microbiológico em sistemas industriais.Foi avaliada a formação de biofilme na superfície de membranas, operadas por 30 dias em um sistema piloto de osmose inversa, na filtração de efluente industrial proveniente de refinaria de petróleo. Foi observada a presença de biofilme espesso após 15 dias de operação, além da quase completa ausência de células viáveis no trigésimo dia . Foram isolados outros 5 fagos específicos contra as bactérias encontradas na água de alimentação do sistema de osmose inversa, visando assim a constituição de um coquetel fágico contendo fagos específicos e inespecíficos com potencial aplicação no controle de biofilme em sistemas de osmose inversa.

Some industries are known to produce large amounts of saline effluents, among them we can highlight the petrochemical industry. With the increasing search for technologies that allow recycling of water, reverse osmosis systems (RO) has gained great attention from researchers and industrial sector around the world. Fouling is the main obstacle encountered by these systems, its cause a significant reduction in the flow and may have various origins, being biofouling, characterized by the formation of microbial biofilm on the membrane surface, the more important. This work evaluated the ability of phage vB_AspP-UFV1, specific against bacteria of the genus Arthrobacter, subjected to morphological and molecular analyzes and isolated from activated sludge systems, in control of biofilm formed by bacteria obtained from oil refineries feed water reverse osmosis system. The results show approximately 22 Kb genome Podoviridae family phage, order Caudovirales. The techniques of crystal violet and scanning electron microscopy demonstrated the ability of phage to reduce biofilm formation in most bacteria assessed, achieving 87% reduction for some isolates, which demonstrates the feasibility of using bacteriophages as alternative to current methods of microbiological control in industrial systems. Biofilm formation was assessed on the surface of the membranes in a filtration of industrial wastewater from oil refinery, operated for 30 days in a pilot reverse osmosis system. The presence of thick biofilm after 15 days of operation was observed in addition to the almost complete absence of viable cells on the thirtieth day. Five specific phages against bacteria found in the feed water of reverse osmosis systemwere isolated, thus aiming at the establishment of a phage cocktail containing specific and unspecific phages with potential application in biofouling control.