Este documento estudia las tasas de crecimiento y consumo de nutrientes (nitrógeno y fósforo) de microalgas cultivadas en aguas residuales urbanas con diferentes niveles de tratamiento. Los resultados mostraron que: 1) Es posible cultivar microalgas en aguas residuales urbanas con múltiples niveles de tratamiento, 2) El efluente de una planta UASB produjo la mayor productividad de biomasa, 3) Los modelos cinéticos como el de Verhulst predijeron con precisión el crecimiento

1. CINÉTICAS DE CRECIMIENTO Y CONSUMO DE
NUTRIENTES DE MICROALGAS EN AGUAS RESIDUALES
URBANAS CON DIFERENTES NIVELES DE TRATAMIENTO
CÉSAR CARLOS GARCÍA-GOZALBES*, ZOUHAYR ARBIB, JOSÉ ANTONIO PERALES-VARGAS-
MACHUCA
2015
Alumno: Dante Ramos Medina
Docente: Dr. Herbert Soto Gonzales

2. Cinéticas de crecimiento y consumo de nutrientes
de microalgas en aguas residuales urbanas con
diferentes niveles de tratamiento
El objetivo principal de este trabajo ha sido el estudio de la velocidad
de crecimiento y de consumo de nitrógeno y fósforo de un bloom de
microalgas cultivadas en aguas residuales urbanas con diferente
nivel y tipología de tratamiento.
Partiendo de la hipótesis inicial de que las
microalgas pueden ser cultivadas empleando
aguas residuales urbanas y que la productividad
volumétrica de biomasa algal puede depender del
grado de tratamiento que hubiese sufrido el agua,
puesto que a su vez en función de éste así será
el contenido en nutrientes y la turbidez del medio
Microalga empleada.- Se empleó
un bloom de microalgas (95% de
dominancia de Coelastrum sp.),
procedentes de un fotobiorreactor
piloto tipo Raceway de 9.6 m3.
Condiciones de ensayo.-
• frascos de borosilicato PYREX®
de 2 000 ml de capacidad.
• aireación constante de 2 l min-1
• dos lámparas fluorescentes FSL
T8 36W/865.
• temperatura de 24 ± 1 °C.
Medios de cultivo y diseño
experimental.- Se tomaron 3
muestras de efluentes de la planta de
tratamiento de El Torno. A partir de
estas muestras se obtuvieron los 4
medios de cultivo empleados en el
experimento. Cada medio constituyó
un reactor y su réplica (‘).
Métodos analíticos
-Temperatura y pH: midieron
electroquímicamente los valores de pH (pH-metro
GLP 32, CRISON®), para medir la temperatura se
utilizó un termómetro digital de sonda HI 98509.
-Biomasa: Se determinó diariamente tanto de
forma indirecta por densidad óptica (680 nm).
-Determinación de DQO, nitrógeno y fósforo
total: La DQOS se determinó al inicio y al final del
ensayo (método normalizado APHA-5220 D ).
-Análisis estadístico: Se emplearon técnicas de
regresión no lineal, empleando la herramienta
Microsoft Excel Solver (versión 7.0 Microsoft®).
• Es posible el cultivo de microalgas en aguas residuales
urbanas con múltiples niveles de tratamiento.
• El agua residual procedente del efluente de una planta
UASB es el medio de cultivo con el que se consigue
mayor productividad volumétrica de biomasa, cuando
se cultiva un bloom de microalgas bajo condiciones
controladas en laboratorio.
• Los modelos cinéticos, como son el modelo de Verhulst
y el modelo PhBT, son herramientas fiables de
predicción a partir de datos experimentales.
Caracterización fisicoquímica de los
medios de cultivo.- Las principales
características fisicoquímicas de los medios
de cultivo antes de empezar el experimento
(cuadro 1).
Crecimiento de la biomasa.-Para cuantificar
el crecimiento, los datos experimentales fueron
ajustados al modelo logístico de Verhulst (1838).
Presencia de nutrientes como nitrógeno y
fósforo ayuda al crecimiento de la biomasa.
Otro factor que influyen en el crecimiento de un
cultivo de microalgas se encuentra la
temperatura (Tª).
Evolución del pH.- pH inicial promedio en
los 8 reactores fue de 7.4 ± 0.2. En 24
horas, el pH sufrió un ascenso en todos los
reactores, siendo TSM2’ y TSM2 + UASB’
los ensayos en los que esta subida fue más
acusada, alcanzándose valores de pH de
10 (fig. 2).
Eliminación de nutrientes.-En un cultivo de
microalgas, tanto en aguas residuales como en
medios sintéticos, la eliminación de nutrientes se
debe a la actividad de las microalgas (Ruiz et al.,
2012).
Nitrógeno.-En la figura 5 se muestra la curva
de eliminación del nitrógeno total disuelto en los
diferentes medios de cultivo. En los datos
experimentales representados por símbolos se
observa cómo se reduce la concentración de
estos nutrientes en todos los reactores a lo
largo del ensayo.
Evaluación de la importancia de los
procesos abióticos en la eliminación de
nitrógeno y fósforo disuelto de los medios
de cultivo estudiados.-Según los cálculos
realizados, se puede afirmar que en un intervalo
de 11 a 18%, el nitrógeno es eliminado por
procesos de stripping (cuadro 7).
Los resultados obtenidos muestran que Pteórico
se encuentra entre valores de 0.1 a 0.6% (cuadro
7), valores típicos de este nutriente en
microalgas.
Materiales y métodos
Resultados y
discusión
Conclusiones
fósforo.- Se observa un rápido consumo
de fósforo durante los primeros dos días, el
cual se relaciona directamente con el
incremento en la biomasa.