Fate of Cryptosporidium oocysts, Giardia cysts, and microbial indicators during wastewater treatment and anaerobic sludge digestion Christian Chauret, Susan Springthorpe, and Syed Sattar Abstract: The extent of reduction in selected microorganisms was tested during both aerobic wastewater treatment and anaerobic digestion of sludge at the wastewater treatment plant in Ottawa to compare the removal of two encysted pathogenic protozoa with that of microbial indicators. Samples collected included the raw wastewater, the primary effluent, the treated wastewater, the mixed sludge, the decanted liquor, and the cake. All of the raw sewage samples were positive for Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts, as well as for the other microorganisms tested. During aerobic wastewater treatment (excluding the anaerobic sludge digestion), Cryptosporidium and Giardia were reduced by 2.96 log 10 and 1.40 log 10 , respectively. Clostridium perfringens spores, Clostridium perfringens total counts, somatic coliphages, and heterotrophic bacteria were reduced by approximately 0.89 log 10 , 0.96 log 10 , 1.58 log 10 , and 2.02 log 10 , respectively. All of the other microorganisms were reduced by at least 3.53 log 10 . Sludge samples from the plant were found to contain variable densities of microorganisms. Variability in microbial concentrations was sometimes great between samples, stressing the importance of collecting a large number of samples over a long period of time. In all cases, the bacterial concentrations in the cake (dewatered biosolids) samples were high even if reductions in numbers were observed with some bacteria. During anaerobic sludge digestion, no statistically significant reduction was observed for Clostridium perfringens, Enterococcus sp., Cryptosporidium oocysts, and Giardia cysts. A 1–2 log 10 reduction was observed with fecal coliforms and heterotrophic bacteria. However, the method utilized to detect the protozoan parasites does not differentiate between viable and nonviable organisms. On the other hand, total coliforms and somatic coliphages were reduced by 0.35 log 10 and 0.09 log 10 , respectively. These results demonstrate the relative persistence of the protozoa in sewage sludge during wastewater treatment. Key words: Cryptosporidium, Giardia, indicators, wastewater, sludge. Résumé : Nous avons mesuré le niveau d’élimination de certains microorganismes-cibles lors du traitement aérobie de l’eau usée et de la digestion anaérobie des boues à l’usine de traitement des eaux usées d’Ottawa et ce dans le but de comparer l’élimination de deux protozoaires enkystés pathogènes avec celle des indicateurs bactériens. Les échantillons prélevés étaient l’eau usée brute, l’effluent primaire, l’eau usée traitée, la boue mélangée, le liquide de décantion et le résidu solide. Tous les échantillons d’eau usée brute contenaient des oocystes de Cryptosporidium et des kystes de Giardia ainsi que les autres organismes normalement recherchés. Lors du traitement en aérobiose de l’eau usée (excluant la digestion anaérobie de la boue), Cryptosporidium et Giardia ont diminué de 2.96 log 10 et 1.40 log 10 respectivement. Les spores de Clostridium perfringens, les comptes totaux de Clostridium perfringens, les coliphages somatiques et les bactéries hétérotrophes ont diminué d’environ 0.89 log 10 , 0.96 log 10 , 1.58 log 10 et 2.02 log 10 respectivement. Tous les autres microorganismes ont diminué d’au moins 3.53 log 10 . Nous avons constaté que les échantillons de boue de l’usine contenaient des concentrations variables de microorganismes. Cette variabilité était parfois grande entre les échantillons, ce qui confirme l’importance de récolter un grand nombre d’échantillons pendant une longue période de temps. Dans tous les cas, les concentrations bactériennes des échantillons de résidus solides (biosolides déséchés) étaient élevées malgré une diminution de certaines bactéries. Lors de la digestion anaérobie des boues, il n’y a pas eu de diminution significative de Clostridium perfringens, Enterococcus sp., des oocystes de Cryptosporidium et des kystes de Giardia. Une diminution de 1–2 log 10 a été enregistrée avec les coliformes fécaux et les bactéries hétérotrophes. Par contre, la méthode utilisée pour détecter les protozoaires n’a pas permis de distinguer les organismes viables des non-viables. Les coliformes totaux et les coliphages somatiques ont diminués de 0.35 log 10 et 0.09 log 10 respectivement. Ces résultats confirment la persistance relative des protozoaires dans les boues lors du traitement des eaux usées. Mots clés : Cryptosporidium, Giardia, indicateurs, eau usée, boue. [Traduit par la Rédaction] Chauret et al. 262 Can. J. Microbiol. 45: 257–262 (1999) © 1999 NRC Canada 257 Received September 17, 1998. Revision received December 15, 1998. Accepted December 21, 1998. C. Chauret, 1 S. Springthorpe, and S. Sattar. Department of Biochemistry, Microbiology, and Immunology, Faculty of Medicine, University of Ottawa, 451 Smyth Rd., Ottawa, ON K1H 8M5, Canada. 1 Author to whom all correspondence should be sent at the following address: Indiana University Kokomo, 2300 South Washington St., P.O. Box 9003, Kokomo, IN 46904-9003, U.S.A. (e-mail: cchauret@iuk.edu).