Microalgas como solução para recuperação de nutrientes de águas negras tratadas

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Data

2018-09-03

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

A recuperação de nutrientes de água negra por meio do crescimento de microalgas é vista como uma solução promissora para o tratamento terciário de águas negras tratadas anaerobicamente, concomitante à recuperação de nutrientes incorporados na biomassa algal para uso como fertilizantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de um consórcio de microalgas nativas e um isolado deste consórcio em comparação à C. sorokiniana no tratamento e recuperação de nutrientes de uma água negra tratada por um reator UASB utilizando cultivo aerado com e sem CO2. Na primeira etapa, a água negra tratada anaerobicamente foi colocada em ambiente controlado de luz e temperatura para permitir o crescimento das microalgas existentes. Na segunda e na terceira etapas foi utilizada água negra tratada anaerobicamente em fotobiorreatores em escala laboratorial de dois litros para o crescimento das microalgas durante bateladas de 7 dias. Na segunda etapa foram realizadas três bateladas com o consórcio de microalgas, com iluminação de 40 μmol.m-2.s-1 e cultivo sem e com CO2. Na terceira etapa foram realizadas duas bateladas sem CO2 e duas bateladas com CO2, compostas por fotobiorreatores inoculados com o Consórcio, com o Isolado e com a C. sorokiniana, em triplicata, com iluminação de 120 a150 μmol.m-2.s-1. Nos resultados da Etapa II o cultivo sem CO2 apresentou melhores resultados de peso seco (0,32 g.L-1), de remoção de fósforo inorgânico (84%) e de nitrogênio amoniacal (49%) e resultados semelhantes de densidade óptica e contagem de células entre os cultivos sem e com CO2. Nos resultados da Etapa III, as bateladas com CO2 apresentaram maior densidade óptica (2,37 a 2,87 nm) e taxa de crescimento (0,34 a 0,61d-1) em relação às bateladas sem CO2, mas estas apresentaram maiores remoções de nitrogênio amoniacal (80 a 88%) e fósforo inorgânico (64 a 82%). Estes resultados mostram que é possível o crescimento das microalgas em cultivos sem enriquecimento de CO2 com remoção de nutrientes, diminuindo os custos de cultivo. Em relação às diferentes microalgas utilizadas não houve diferença significativa quanto à remoção de nutrientes. Nas analises de crescimento o Consórcio e o Isolado apresentaram resultados semelhantes. No entanto, estes (Consórcio e Isolado) apresentaram melhores resultados de crescimento em relação à C. sorokiniana, indicando que o uso de microalgas obtidas a partir do efluente no qual serão cultivadas é uma alternativa melhor em relação à obtenção de microalgas em bancos de algas. Assim, o cultivo de microalgas em água negra tratada anaerobicamente mostrou-se viável, sendo que a escolha entre o cultivo com ou sem CO2 dependerá de qual o objetivo final deste cultivo.
The recovery of black water nutrients through the growth of microalgae has been seen as a promising solution for the tertiary treatment of anaerobically treated black waters, concomitant with the recovery of nutrients incorporated in the algal biomass for use as fertilizers. The objective of this work was to evaluate the efficiency of a consortium of native microalgae and an isolate of this consortium in comparison to C. sorokiniana in the treatment and nutrient recovery of a black water treated by a UASB reactor cultivated with aeration with and without CO2. In the first stage, the black water treated anaerobically was placed in controlled environment of light and temperature to allow the growth of the existing microalgae. In the second and third stages, anaerobically treated black water was used in two-liter laboratory scale photobioreactors for the growth of microalgae during 7-day batches. In the second stage three batchings were carried out with the microalgae consortium, with illumination of 40 μmol.m-2.s-1 and without and with CO2. In the third stage two batch CO2-free and two CO2 batch were performed, using photobioreactors inoculated with the Consortium, Isolate and C. sorokiniana, in triplicate, with illumination of 120 a150 μmol.m-2.s-1. In the results of Step II, the crop without CO2 had better dry weight (0.32 g.L-1), removal of inorganic phosphorus (84%) and ammoniacal nitrogen (49%) and similar results of optical density and cells between cultures without and with CO2. In the results of Stage III, CO2 batch showed higher optical density (2.37 to 2.87 nm) and growth rate (0.34 to 0.61d-1) in relation to the batch without CO2, but these showed higher removals of ammoniacal nitrogen (80 to 88%) and inorganic phosphorus (64 to 82%). These results show that it is possible to grow microalgae in cultures without CO2 enrichment with nutrient removal, reducing cultivation costs. In relation to the different microalgae used there was no significant difference regarding nutrient removal. In the growth analyzes, the Consortium and Isolate presented similar results. However, these (Consortium and Isolate) presented better growth results in relation to C. sorokiniana, indicating that the use of microalgae obtained from the effluent in which they will be cultivated is a better alternative in relation to obtaining microalgae in algal banks . Thus, the cultivation of microalgae in anaerobically treated black water was feasible, and the choice between the cultivation with or without CO2 will depend on the final objective of the culture.

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Palavras-chave

Água negra, Microalgas, Recuperação de nutrientes, Saneamento ecológico, Blackwater, Microalgae, Nutrient recovery, Ecological sanitation

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