Impacto Ambiental

Integración de las microalgas en el tratamiento de aguas residuales

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By Milthon Lujan

Reino Unido – Un equipo de investigadores publicó una revisión científica sobre el rol del cultivo de microalgas para el tratamiento de las aguas residuales.

Los investigadores del Institute of Biological Chemistry, Biophysics and Bioengineering, de la Heriot-Watt University, de la University of Edinburgh, publicaron una revisión científica con la finalidad de proveer una visión crítica del cultivo de microalgas como un paso importante en el tratamiento de las aguas residuales para mejorar la reducción del nitrógeno (N), fósforo (P) y la demanda química de oxígeno (COD) en las aguas residuales.

Ellos presentan una visión general de los pasos en el proceso de tratamiento de aguas residuales, seguido por una revisión de los mecanismos celulares y metabólicos que las microalgas usan para reducir el N, P y COD de las aguas residuales, destacando en que parte del proceso las microalgas pueden ser potencialmente más efectivas.

“Nosotros también describimos los factores abióticos y bióticos que influyen el tratamiento de aguas residuales por parte de las microalgas, junto con una revisión de la configuración y diseño de los biorreactores. Además proveen un informe detallado del estado del arte en el uso de las microalgas en el tratamiento de las aguas residuales” reportan.

Tratamiento de aguas residuales

El objetivo principal del tratamiento de aguas residuales es reducir significativamente la cantidad de materiales carbonáceos y de compuestos de nitrógeno y fósforo antes de descargarlos en los sistemas receptores.

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Los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales tienen dos fases de tratamiento principales: primario y secundario. En esta etapa la provisión de oxígeno es esencial para permitir que los microorganismos digieren y mineralizan los materiales a una forma que es resistente a la actividad biológica adicional.

A pesar de que estos sistemas alcanzan reducciones significativas en los materiales carbonosos, nitrogenados y fósforo, existe la preocupación de que las concentraciones descargadas son inadecuadas para limitar los efectos de la eutrofización.

También hay problemas adicionales del síndrome del bebe azul y el incremento de la dosis de cloro durante la desinfección en el agua de bebida causada por la presencia de compuestos de nitrógeno oxidados.

Microalgas para el tratamiento de aguas residuales

Las microalgas han demostrado ser una alternativa ambientalmente amigable y sostenible para los procesos de tratamiento biológico intensivos en la demanda de energía y convencionales que se viene usando en la actualidad.

El uso de microalgas en el tratamiento de aguas residuales es un método barato y factible para la biofijación de CO2.

La principal ventaja de incorporar las microalgas en el tratamiento de aguas residuales es la generación de O2 mediante la fotosíntesis, necesario para que las bacterias heterotróficas biodegraden los materiales carbonosos.

Cultivo mixotrófico de microalgas

En los últimos años, el cultivo mixotrófico de las microalgas ha recibido un creciente interés en su implementación como parte del tratamiento de agua residuales. Esto se basa en la capacidad de las microalgas para utilizar el carbono orgánico e inorgánico, además del nitrógeno inorgánico (N) y el fósforo (P) presente en las aguas residuales para su crecimiento.

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Desafíos económicos

A pesar de las ventajas de la inclusión de las microalgas en los sistemas de tratamiento de aguas residuales aún existen desafíos prácticos y económicos que necesitan ser resueltos para alcanzar una aplicación industrial.

Uno de los desafíos se relaciona a la energía consumida en el proceso de cultivo. Como en las operaciones de tratamiento de aguas residuales convencionales, los sistemas de aireación y bombeo son frecuentemente usados en el cultivo de microalgas para generar un flujo turbulento que mejore el intercambio de O2 y CO2 para mantener un ambiente óptimo.

Tratamiento de aguas residuales con microalgas

La investigación sobre la eliminación biológica de material carbonoso, nitrogenado y fósforo a través de microalgas en efluentes de aguas residuales ha sido evaluada por varios estudios.

Dentro del tratamiento de aguas residuales municipales, se identifican dos puntos potenciales en los que se puede integrar un proceso de tratamiento con microalgas; ya sea para tratar los efluentes del tratamiento primario o los efluentes del tratamiento secundario.

Los investigadores destacan que un proceso de tratamiento más económico y ambientalmente sostenible sería integrar las microalgas como fase de tratamiento secundario.

Numerosos estudios empleando diferentes técnicas de cultivo han demostrado el éxito de las microalgas en tratar PSW, no obstante, con un variado grado de eficiencia.

Conclusión

Los investigadores concluyen que existe la evidencia tecnológica y ambiental suficiente para integrar las microalgas como una opción de tratamiento biológico alternativo de aguas residuales.

Referencia (acceso abierto):
Seyedeh Fatemeh Mohsenpour, Sebastian Hennige, Nicholas Willoughby, Adebayo Adeloye, Tony Gutierrez. Integrating micro-algae into wastewater treatment: A review.
Science of The Total Environment, Volume 752, 2021, 142168, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142168.

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