Eliminación de nutrientes para el tratamiento biológico de agua residual usando un sistema inmovilizado microalga-bacteria en crecimiento autotrófico, heterotrófico y mixotrófico
Resumen
En el presente trabajo se explora el potencial para disminuir la concentración de
nutrientes (N y P) en agua residual sintética (MRS) usando a la microalga Chlorella
vulgaris y a la bacteria promotora del crecimiento en plantas Azospirillum brasilense,
inmovilizados juntos en esferas de alginato, sometidos a regímenes de cultivo autotrófico,
heterotrófico y mixotrófico.
Análisis de muestras de agua residual domestica tomadas en temporada invernal de
la Planta de tratamiento de aguas residuales del municipio de La Paz, indican
concentraciones altas de amonio y nitrato, concentraciones medias de fosfato y
concentraciones bajas de nitrito, ácidos orgánicos y aminas primarias. Las muestras de
agua residual no sustentan el crecimiento heterotrófico de C. vulgaris.
La evaluación del número de células, tasa de crecimiento y eliminación de amonio
de cultivos separados de células en suspensión de C. vulgaris y A. brasilense en MRS
suplementado con once diferentes sustratos orgánicos, muestran que las mejores fuentes de
carbono para el crecimiento heterotrófico son acetato de sodio, glucosa y peptona por parte
de la microalga y ácido málico, arabinosa en la batería.
Se evaluó la eliminación de amonio y fosfato de MRS suplementado con glucosa,
tratándolo con el sistema inmovilizado de C. vulgaris-A. brasilense, sometido a regimenes
de cultivo heterotrófico, autotrófico y mixotrófico en biorreactores, durante 5 días. La
cinética de los cultivos indican una eficiencia mayor para eliminar fosfato de MRS por
parte de C. vulgaris y A. brasilense inmovilizados juntos en condiciones autotróficas
comparado con el resto de los tratamientos. C. vulgaris inmovilizada sola en condiciones
heterotróficos es el tratamiento más eficiente para eliminar amonio. La presencia de A.
brasilense inhibe el crecimiento de C. vulgaris con el régimen heterotrófico. Los resultados
son explicados por la baja de los niveles pH del medio en presencia de C. vulgaris y la
relación C:N dentro de las células microalgales.
Se concluye que a pesar del alto crecimiento de células de C. vulgaris en
condiciones heterotróficas, la aplicación del sistema inmovilizado C. vulgaris-A. brasilense
en uno u otro régimen de cultivo, depende de si la prioridad del tratamiento de agua
residual es reducir los niveles de amonio, o de fosfato o de ambos, y si se desea incluir o no
la producción de biomasa.