Eliminación de nutrientes para el tratamiento biológico de agua residual usando un sistema inmovilizado microalga-bacteria en crecimiento autotrófico, heterotrófico y mixotrófico

Abstract

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.