Estudio del crecimiento de la microalga Chlorella vulgares y su capacidad de depuración de agua residual

Abstract

RESUMEN: Las microalgas son un grupo microbiano muy heterogéneo que proporciona diversas aplicaciones en la actualidad, entre las que se encuentra la depuración de aguas residuales. El tratamiento de las aguas residuales resulta muy importante, ya que estas contienen contaminantes que impiden su reutilización. En el presente estudio se ha analizado el crecimiento de la microalga Chlorella vulgaris y su capacidad de depuración en aguas residuales de secundario de diferente procedencia. Las microalgas son capaces de asimilar nitrógeno y fósforo del agua residual en forma de biomasa, pudiendo resultar un proceso más económico y sostenible frente a otros tipos de tratamientos terciarios. Para demostrar que este proceso es viable, se ha realizado un ensayo utilizando un sistema de 12 columnas de burbujeo con un volumen de cultivo de 250 ml, con cuatro diferentes medios de cultivo (ensayos por triplicado): medio control (Arnon modificado), efluente de secundario procedente de una EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales), efluente de secundario procedente de un reactor de microalgas tipo raceway, y este último efluente suplementado con lixiviado procedente de la EDAR. Se ha visto que C. vulgaris es capaz de sobrevivir a las adversas condiciones presentes en las aguas residuales, eliminando eficientemente nitrógeno presente en forma de amonio y nitrato, y fósforo fundamentalmente en forma de fosfato. Los medios de cultivo que contenían aguas residuales, ya sean de la EDAR o del raceway, permitieron el crecimiento de la microalga, comprobando que esta puede crecer utilizando agua residual como único medio de cultivo, a pesar de la posible limitación de nutrientes. Se demostró que cuando el agua residual es suplementada en lixiviado (con elevada concentración de N en forma de amonio) el crecimiento es aún mayor, siempre y cuando no se alcancen los límites de inhibición para las microalgas. Así, en este trabajo se ha logrado obtener una productividad de biomasa de 0.32 g/(L·día) en ensayos en semicontinuo a una velocidad de dilución de 0.3 1/día con elevados porcentajes de depuración de nutrientes. Se demuestra, además, la importancia de determinar la cantidad óptima de lixiviado a añadir, y se proponen ensayos que añadan hasta un 25% v de lixiviado en base a un estudio bibliográfico.

ABSTRACT: Currently, microalgae are a very heterogeneous microbial group that provides diverse applications including wastewater depuration. Wastewater treatment is very important as wastewater contain contaminants that prevent their re-use. The growth of Chlorella vulgaris microalgae and its sewage treatment capacity in secondary wastewater from different sources have been analyzed in this study. Microalgae are able to assimilate nitrogen and phosphorus from wastewater into biomass, possibly leading to a more economical and sustainable process against other sorts of tertiary treatments. In order to demonstrate that this depuration system is feasible, a trial has been performed using a system of 12 bubbling columns with a working volume of 250 ml, with four different culture media (trials by triplicate): medium control (modified Arnon), secondary effluent from WTP (Wastewater Treatment Plant), secondary effluent from a raceway type microalgae reactor, and the latter effluent supplemented with centrate from WTP. It has been reported that C. vulgaris is able to survive the adverse conditions present in wastewater, efficiently removing nitrogen present in the form of ammonium and nitrate, and phosphorus basically in the form of phosphate. The culture mediums containing wastewater, whether from the WTP or raceway, allowed the growth of the microalgae, proving that it can grow using wastewater as the only culture medium, despite possible nutrient limitations. It was demonstrated that when wastewater is supplemented with centrate (with high concentration of N in the form of ammonium) the growth is even greater, as long as inhibition limits for microalgae are not reached. Thus, in this work a biomass productivity of 0.32 g/(L·day) has been achieved in semi-continuous assays at a dilution rate of 0.3 1/day with high percentages of nutrient purification. The importance of determining the optimal amount of centrate to be added is also demonstrated. Studies that add up to 25% v centrate are proposed based on a bibliographic study.