Eficiencia del uso de Microalgas (chlorella sp) del Río Torococha en la Remoción de Nitratos y Fosfatos para el Tratamiento Terciario de Aguas Residuales en un Fotobiorreactor a Escala Laboratorio, Juliaca 2017
Resumen
El objetivo del estudio fue determinar el efecto del uso de microalgas en el tratamiento de aguas residuales para la reducción de NO3 y PO4, con un fotobiorreactor a escala laboratorio. Las muestras en estudio fueron extraídas de las aguas del río Torococha y de la laguna de oxidación de la ciudad de Juliaca. Se aisló e inoculó Chlorella Sp., cultivándosele en seis reactores, iluminados durante 18 hora/día, con seis lámparas leds en cada fotobiorreactor. El experimento, para la evaluación de muestras in situ de OD con el método winckler, duro un periodo de 12 días. Se usó PCD650 en caso del y temperatura; posteriormente a la marcha experimental se determinó NO3 y PO4, que fueron analizados por métodos HACH 8048 y HACH 8039 respectivamente, la DQO se hizo por el método APHA-AWWA-WEF 5220 y 2510-B para la conductividad. De los resultados obtenidos se estimó que muchos de los parámetros evaluados in situ mejoran su calidad; a partir de los cinco días, los nitratos y fosfatos empiezan a disminuir notablemente, ya que a los 12 días la población de microalgas empieza a disminuir por falta de nutrientes. La eficiencia de las microalgas en la remoción de nitratos fue de 93% en promedio en los seis fotobiorreactores; pero en el caso de los fosfatos esto no ocurre así, en el FBRT1 se logra reducir en un 85%, en los demás fotobiorreactores la remoción fue menor a 30%. Por lo tanto, la disminución de NO3 y PO4 en los fotobiorreactores a escala laboratorio resultaron ser eficientes con respecto a los nitratos, en comparación con los fosfatos.Palabras claves: Aguas residuales, Fosfatos, Fotobiorreactores, Microalgas, Nitratos.Descargas
Citas
Abdel-Raouf, N., Al-Homaidan, A. A. & Ibraheem, I. B. M. (2012a). Microalgae and wastewater treatment. Saudi Journal of Biological Sciences. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2012.04.005
Abdel-Raouf, N., Al-Homaidan, A. A. & Ibraheem, I. B. M. (2012b). Microalgae and wastewater treatment. Saudi Journal of Biological Sciences, 19(3), 257–275. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2012.04.005
Aguilar, C. S., Chang, I. A., Tenorio, L. G., Ynga, G. H., Oscanoa, A. H., Flores, L. R., … García, Flores Ramos, I. (2011). Compendio metodológico para la extracción de lípidos totales a partir de biomasa microalgal proyecto imarpe-fincyt “determinación de la biomasa microalgal potencialmente acumuladora de lípidos para la obtención de combustible.” Lima, Peru. Disponible en: http://www.imarpe.pe
Alcántara, C., Posadas, E., Guieysse, B., & Muñoz, R. (2015). Microalgae-based Wastewater Treatment. In Handbook of Marine Microalgae: Biotechnology Advances. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-80 0776-1.00029-7
Alexandra, M., Cabrera, C., Fernanda, M., Tenemaza, P., Andrés, I., & Alvarado Martínez, O. (2014). Línea base para el aprovechamiento de microalgas de sistemas de tratamiento de agua residual. Universidad de Cuenca.
Almeida, A., Carvalho, F., Imaginário, M. J., Castanheira, I., Prazeres, A. R., & Ribeiro, C. (2017). Nitrate removal in vertical flow constructed wetland planted with Vetiveria zizanioides: Effect of hydraulic load. Ecological Engineering, 99, 535–542. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.11.069
Aurelio, R., López, N., Meas Vong, Y., Ortega Borges, R., & Olguín, E. J. (2004). Fitorremediación: fundamentos y aplicaciones. Fitorremediación, 4, 15.
Aznar, J. A. (2000). Determinación de los parámetros fisico-químicos de calidad de las aguas. Madrid.
Benavente, R., Montanez, J. C., Aguilar, C. N. & Zavala, A. M. (2012). Tecnología de cultivo de microalgas en fotobiorreactores. Revista Científica de La Universidad Autónoma de Coahuila, 4, 13. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/262560081
Bertule, M., Lloyd, J., Korsgaard, L., Dalton, J., Welling, R., Barchiesi, S., & Smith, M. (2014). Nations Environment Programme Publication: Green Infrastructure Guide for Water Management: Ecosystem-based management approaches for water-related infrastructure projects.
Burkart, M. R., & Stoner, J. D. (2007). Nitrate in aquifers beneath agricultural systems. In Water Science and Technology. https://doi.org/10.2166/wst.2007.436
Camacho, J. C. (2015). “Cosechado de microalgas cultivadas en lagunas de alta carga para el tratamiento de aguas residuales: efecto del almidón sobre la floculación y la producción de biogás.” UPC.
Coila, J. C. (2017). Evaluación de la concentración de metales pesados en las aguas superficiales del río Coata. Universidad Nacional del Altiplano.
Contreras, Coral, Peña, J., Flores, Bernardo, L., … Olivia. (2003). Avances en el diseño conceptual de fotobiorreactores para el cultivo de microalgas. Interciencia, 28(8), 8.
Delgadillo, E., González, C. A., Prieto, F., & Villagómez, J. R. (2011). Fitorremediación: una alternativa para eliminar la contaminación. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 14, 597–612.
Delgadillo, L., Lopes, F., Taidi, B. & Pareau, D. (2016). Nitrogen and phosphate removal from wastewater with a mixed microalgae and bacteria culture. Biotechnology Reports, 11, 18–26. https://doi.org/10.1016/j.btre.2016.04.003
Elizabeth, L., Castillo, B., Antonio, J., & Vargas Machuca, P. (2011). Estudio del cosechado de cultivos de microalgas en agua residual mediante técnicas de centrifugado.
Fernando, J., González, C., Larios-Meoño, Taranco, Yennyfer, & Morales, O. (2015). Las aguas residuales y sus consecuencias en el perú. Saber y Hacer Revista Revista de La Facultad de Ingeniería de La USIL, 2, 18.
Florez Franco, R. O. (2014). Analisis del problema del agua potable y saneamiento: ciudad de puno Situación Actual y Realidad. Rev. Investig. Altoandin (Vol. 16). Disponible en: http://www.unap.edu.pe/oui/ria/
Gómez Luna, L. M. (2007). Microalgas: aspectos ecológicos y biotecnológicos (vol. xix).
Gonçalves, A. L., Pires, J. C. M. & Simões, M. (2017a). A review on the use of microalgal consortia for wastewater treatment. Algal Research. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.11.008
Gonçalves, A. L., Pires, J. C. M. & Simões, M. (2017b). A review on the use of microalgal consortia for wastewater treatment. Algal Research, 24, 403–415. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.11.008
González, B., Buitrago, E., & Frontado, K. (1999). Evaluación de medios nutritivos para el crecimiento de tres microalgas marinas de uso común en acuicultura (número 151). Venezuela.
Hernández-Pérez, A. & Labbé, J. I. (2014). Microalgas, cultivo y beneficios. Revista de Biologia Marina y Oceanografia. https://doi.org/10.4067/S0718-19572014000200001
Hernández, D., Riaño, B., Coca, M. & García-González, M. C. (2013). Treatment of agro-industrial wastewater using microalgae-bacteria consortium combined with anaerobic digestion of the produced biomass. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.09.029
Hodges, A., Fica, Z., Wanlass, J., VanDarlin, J., & Sims, R. (2017). Nutrient and suspended solids removal from petrochemical wastewater via microalgal biofilm cultivation. Chemosphere. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.01.107
Hom-Diaz, A., Jaén-Gil, A., Bello-Laserna, I., Rodríguez-Mozaz, S., Vicent, T., Barceló, D., & Blánquez, P. (2017). Performance of a microalgal photobioreactor treating toilet wastewater: Pharmaceutically active compound removal and biomass harvesting. Science of the Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.02.224
Hu, Y., Hao, X., van Loosdrecht, M., & Chen, H. (2017). Enrichment of highly settleable microalgal consortia in mixed cultures for effluent polishing and low-cost biomass production. Water Research. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.08.034
JBARI, N. (2012). Utilización secuencial de microalgas icroalgas en depuración y adsorción de Cr(VI). Universidad de Granada.
Julio Cèsar, B. R. (2014). Desarrollo de un proceso de remoción de nutrientes de efluentes eutróficos por un consorcio de microalgas nativas de nuevo león, méxico cultivadas en un nuevo fotobiorreactor. Universidad Autónoma de Nuevo León.
Labbé, J. I., Ramos-Suárez, J. L., Hernández-Pérez, A., Baeza, A. & Hansen, F. (2017). Microalgae growth in polluted effluents from the dairy industry for biomass production and phytoremediation. Journal of Environmental Chemical Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.12.040
Lizarazo, M., & Gutiérrez, M. I. O. (2013). Sistemas de plantas de tratamiento de aguas residuales. Universidad Nacional de Colombia Facultad.
Lv, J., Liu, Y., Feng, J., Liu, Q., Nan, F., & Xie, S. (2018). Nutrients removal from undiluted cattle farm wastewater by the two-stage process of microalgae-based wastewater treatment. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.05.085
Martin, F. P. H. (2010). Optimization of photobioreactor for astaxanthin production in chlorella zofingiensis. national university of singapore. Disponible en: http://scholarbank.nus.sg/bitstream/10635/23745/1/MartinFPH.pdf
Mercedes García González. (2011). Producción de biomasa de microalgas rica en carbohidratos acoplada a la eliminación fotosintética de CO2. Universidad de Sevilla.
Mohd Udaiyappan, A. F., Abu Hasan, H., Takriff, M. S., & Sheikh Abdullah, S. R. (2017). A review of the potentials, challenges and current status of microalgae biomass applications in industrial wastewater treatment. Journal of Water Process Engineering, 20(September), 8–21. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2017.09.006
Montaño, S. A. (2015). Microalgas: aplicaciones e innovaciones en el tratamiento de aguas contaminadas y la producción de biocombustibles. universidad de los andes.
Orduz, R. D. C. (2016). Las microalgas y el tratamiento de aguas residuales: conceptos y aplicaciones. Una revisión bibliográfica Rubén. Universidad Nacional Abierta y a Distancia.
Orlando, M., Alfaro, G., Roger, I., Proenza, A., Ii, R. M., Ajani, I., & Ii, R. (2016). Dynamic model of a thin layer photobioreactor, used for the cultivation of the microalga Chlorella sp. and bacteria in wastewater of high organic load (Vol. XXXVII).
Orlando, M., Alfaro, G., Roger, I., Proenza-Yero, A., Ii, R. M.-D., Ajani, I. & Ii, R.-J. (2017). Modelo dinámico de un fotobiorreactor de capa fina, utilizado para el cultivo de la microalga Chlorella sp. y bacterias en aguas residuales de alta carga orgánica Dynamic model of a thin layer photobioreactor, used for the cultivation of the microalga Chl. cuba.
Ozkan, A., & Berberoglu, H. (2013). Physico-chemical surface properties of microalgae. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2013.08.001
Peltroche, J. G. J. A. (2015). Evaluación de la remoción de nitratos y fosfatos a nivel laboratorio por microalgas libres e inmovilizadas para el Tratamiento Terciario de Aguas Residuales Municipales. Universidad Ricardo Palma.
Pérez Rodríguez, C., María, J., Campos, C., & Salgado Silva, V. (2013). Tratamiento de aguas residuales con tecnologías alternativas en una pequeña unidad doméstica–productiva. UNICIENCIA, 27(1), 2013. Disponible en: www.revistas.una.ac.cr/uniciencia
Pires, J. C. M., Alvim-Ferraz, M. C. M., & Martins, F. G. (2017). Photobioreactor design for microalgae production through computational fluid dynamics: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.064
Pulz, O. (2001). Photobioreactors: Production systems for phototrophic microorganisms. Applied Microbiology and Biotechnology. https://doi.org/10.1007/s002530100702
Rehman, A., & Shakoori, A. R. (2004). Tolerance and Uptake of Cadmium and Nickle by Chlorella sp., Isolated from Tannery Effluents. Pakistan J. Zool (Vol. 36).
Rosales Loaiza, N., & Morales, E. D. (2007). Microalgas presentes em uma laguna para pulimento de efluentes de uma planta de tratamento de águas residuales urbanas Development of technologies for sustainable use of microalgae View project. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/28247030
S. E. Manaham. (2007). Hidden page. (Reverte, Ed.) (primera ed). Mexico.
Sacristán, M., Luna, V. M., Cadena, E. & Alva, F. (2014). Producción de biodiésel a partir de microalgas y una cianobacteria cultivadas en diferentes calidades de agua. Agrociencia.
Saeid, A., & Chojnacka, K. (2015). Toward production of microalgae in photobioreactors under temperate climate. Chemical Engineering Research and Design. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2014.06.008
Schmidt, C. J. B. (2007). Aislamiento, purificación y mantenimiento de cepas de microalgas. in d. (Eds. . Voltolina (Ed.), Métodos y herramientas analíticas en la evaluación de la biomasa microalgal (p. 75). México.
Sukačová, K., Trtílek, M., & Rataj, T. (2015). Phosphorus removal using a microalgal biofilm in a new biofilm photobioreactor for tertiary wastewater treatment. Water Research. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.12.049
SUNASS. (2008). Diagnóstico situacional de los sistemas de tratamiento de aguas residuales en las eps del perú y propuestas de solución. lima, peru.
Tuantet, K., Temmink, H., Zeeman, G., Janssen, M., Wijffels, R. H., & Buisman, C. J. N. (2014). Nutrient removal and microalgal biomass production on urine in a short light-path photobioreactor. Water Research. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.02.027
Unc, A., Monfet, E., Potter, A., Camargo-Valero, M. A., & Smith, S. R. (2017). Note to Editor: Microalgae cultivation for wastewater treatment and biofuel production: a bibliographic overview of past and current trends. Algal Research. https://doi.org/10.1016/j.algal.2017.05.005
Velásquez Vásquez, S., & Brenes, A. U. (2015). Diseño, construcción y puesta en marcha de un fotobiorreactor tubular para producir la microalga chlorella sp. Ciencia y Tecnología, 30(1), 28–49.
von Sperling, M. (2008). Basic principles of wastewater treatment. In I. Publishing (Ed.), Choice Reviews Online (p. 208). Brazil: London SW1H 0QS. https://doi.org/10.5860/CHOICE.45-2632
Yang, Z., Cheng, J., Yang, W., Zhou, J., & Cen, K. (2016). Developing a water-circulating column photobioreactor for microalgal growth with low energy consumption. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.09.071
