Evaluación de la capacidad de microalgas nativas inmovilizadas para la remoción de nutrientes de un agua residual de baja carga a escala de laboratorio

Abstract

La remediación de aguas residuales con microalgas inmovilizadas es una técnica que ha sido usada recientemente en varios países para la remoción de nutrientes del agua. El objetivo de esta investigación fue determinar la eficiencia de las microalgas nativas inmovilizadas en fotobioreactores, para remover nutrientes, como nitrógeno y fósforo, de un efluente anaerobio real y sintético, a escala de laboratorio. Inicialmente se tomaron muestras en la entrada de los canales de la planta de tratamiento de la Universidad Pontificia Bolivariana y se llevaron al laboratorio para ser cultivadas con medio de cultivo, hasta que la concentración de biomasa algal fuera la más óptima, tomándose parámetros como pH, oxígeno disuelto y peso seco a cada muestra; en la segunda etapa se pasó a la inmovilización del cultivo utilizando polietileno de baja densidad incrustado en mallas de acero colocadas al interior de los reactores durante 21 días. Para evaluar la remoción de nutrientes en el agua se realizó un diseño factorial de dos factores: concentración inicial de amonio en el agua residual y tipo de agua residual. Las concentraciones iniciales de amonio fueron 130 y 90mg/L; los tipos de agua residual fueron: agua residual real filtrada y agua residual sintética. En los resultados se pudo observar que en todos los experimentos el porcentaje de remoción fue alto para el NH4+, las dos muestras presentaron muy buenos resultados dando un porcentaje de 77%. Para el PO4-3 , se registraron porcentaje de remoción de 78% dando eficientes resultados. En las dos muestras, la remoción de DQO fue óptima dando porcentajes hasta del 92%. Se puede concluir que las microalgas en gran concentración tienen un alto porcentaje de remoción de NH4+ , PO4-3 y materia orgánica presente en el agua,considerando que factores externos como presencia de bacterias ayudan a la remoción de estos compuestos. Remediation of wastewater with immobilized microalgae is a technique that has recently been used in several countries for the removal of nutrients from water. The objective of this research was to determine the efficiency of native microalgae immobilized in photobioreactors, to remove nutrients, such as nitrogen and phosphorus, from a real and synthetic anaerobic effluent, at laboratory scale. Initially samples were taken at the entrance of the canals of the treatment plant of the Pontifical Bolivarian University and taken to the laboratory to be cultivated with culture medium, until the concentration of algal biomass was the most optimal, taking parameters such as pH, dissolved oxygen and dry weight to each sample; in the second stage it was moved to the immobilization of the crop using low-density polyethylene embedded in steel meshes placed inside the reactors for 21 days. To evaluate the removal of nutrients in the water, a factorial design of two factors was performed: initial concentration of ammonium in wastewater and type of waste water. Initial ammonium concentrations were 130 and 90mg/L; the types of waste water were: actual filtered wastewater and synthetic waste water. In the results it was observed that in all experiments the removal rate was high for NH4+, the two samples presented very good results giving a percentage of 77%. For PO4-3, 78% removal rate was recorded giving efficient results. In both samples, the removal of COD was optimal giving percentages up to 92%. It can be concluded that microalgae in high concentration have a high percentage of nh4+, PO4-3 and organic matter removal present in water, considering that external factors such as the presence of bacteria help the removal of these compounds.