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

Beltrán Rocha, Julio César (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. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método del Estudio: La eutrofización causada por enriquecimiento de N y P afecta más de 400 ecosistemas costeros y 40% de lagos y reservorios a nivel mundial. El uso de tratamientos basados en microalgas es aplicable cuando se cumplen condiciones que no limiten el crecimiento y asimilación de nutrientes por las microalgas, condiciones cumplidas por efluentes de Plantas de Tratamiento de Agua Residual (PTAR) del Estado de Nuevo León, México. En estas se presentan concentraciones de NH4 + , NO2 - , NO3 - , PO4 3- suficientes para contribuir a la eutrofización local. Debido a esto, en el presente proyecto se desarrolló un sistema de tratamiento en efluentes PTAR basado en el uso de consorcios de microalgas nativas, evaluando un nuevo fotobiorreactor de bajo esfuerzo de corte (patente MX/a/2012/014898), con el objetivo de mejorar la calidad fisicoquímica (disminución de contaminantes inorgánicos) para el pulimento de descargas eutróficas previo a su incorporación a cuerpos de agua receptores, todo esto, con el valor agregado de ser un proceso natural, sustentable, que utiliza especies nativas y asimismo obtener biomasa como subproducto potencialmente valioso. Contribuciones y Conclusiones: De entre 30 consorcios de microalgas nativos colectados en el Estado de Nuevo León, se evaluaron a intemperie (sistema estático de cultivo) 12 consorcios en efluentes reales eutróficos PTAR, bajo los criterios de: 1) asimilación de nutrientes y 2) conductividad eléctrica/productividad, seleccionando los consorcios 1301 (01) y 1312 (12), que posteriormente se evaluaron en un estudio a intemperie con el doble papel de la reducción de nutrientes en un efluente eutrófico real PTAR, para el cumplimiento de la directiva de la Unión Europea 91/271/ECC (< 1, 2 mg/L P y ˂ 15, 10 mg/L N) y producción de biomasa utilizando en un sistema de fotobiorreactores alimentado por energía solar y sometido a 3 distintos tratamientos: 1) mezcla (M), 2) mezcla más 12 de horas diarias de aireación (M+A) y 3) mezcla más 12 horas diarias de aireación con enriquecimiento de CO2 (M+ACO2). En el presente estudio se logró el objetivo principal de la investigación, siendo esto el mejoramiento de la calidad de descarga y el consecuente cumplimiento de la directiva 91/271/CEE, en efluentes eutróficos (PTAR) a través del tratamiento de reducción de N y P. Las tasas de reducción de NT de: 64.40, 67.74 y 75.53% a 30 días con los tratamientos: 12M, 12M+A y 12M+ACO2 respectivamente, y asimismo los tratamientos 01M, 01M+A y 01M+ACO2 presentaron reducciones de NT: 67.46, 82.80 y 79.00% a 26 días. Por otra parte, la remoción de P en el efluente logró el cumplimiento de la directiva 91/271/CEE, indicando altos porcentajes de eliminación de fósforo con 93.45, 89.96 y 89.96% para los tratamientos 01M, 01M+A y 01M+ACO2. Respectivamente, los tratamientos 12M, 12M+A y 01M+ACO2 resultaron en reducciones de 94.32, 89.52 y 79.91%. De esta forma se demostró la viabilidad y sustentabilidad de la mejora de calidad de descarga en efluentes eutróficos PTAR utilizando el sistema de fotobiorreactores, que derivó en el cumplimiento a la normativa de descarga más estricta a nivel mundial (Directiva 91/271/CEE). Los altos porcentajes de minerales (29.26 a 53.04% BS) obtenidos en la biomasa resultante, sugieren fuertemente la aplicación de esta biomasa como un biofertilizante de bajo costo, en suelos deficientes en los mismos.

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