Tratamiento de aguas residuales en fotobiorreactores de flujo continuo iluminado por luz artificial y solar

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i6.3748

Palabras clave:

Fotoperíodo; Iluminación combinada; LEDs; Microalgas.

Resumen

La tecnología de los fotobiorreactores de microalgas e iluminados por LED ha sido ampliamente estudiada para el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, la luz solar es un recurso gratuito y debe aprovecharse. Pero la pregunta sigue siendo si los fotobiorreactores iluminados por luz natural (solar) en combinación con luz artificial pueden tener una mayor estabilidad operativa o un mayor rendimiento en comparación con los sistemas iluminados solo por luz artificial. En este contexto, los fotobiorreactores de flujo continuo iluminados por diodos emisores de luz (LED) combinados, o no, con luz solar fueron operados y se evaluó su rendimiento. Las variables analizadas fueron pH, OD, demanda química de oxígeno (DQO), clorofila ay sólidos suspendidos totales. Los fotobiorreactores fueron efectivos para eliminar la materia orgánica, con 75 ± 15% en el fotobiorreactor iluminado por LED y 65 ± 10% en el fotobiorreactor iluminado por la luz solar y LED. Los resultados mostraron que el uso de iluminación combinada favorece la producción de oxígeno disuelto y garantiza una mayor estabilidad operativa en la eliminación de la materia orgánica carbonosa

Biografía del autor/a

Rafael Souza Leopoldino Nascimento, Universidade Federal de Ouro Preto

Departamento de Engenharia Civil

Ludymyla Marcelle Lima Silva, Universidade Federal de Ouro Preto

Departamento de Engenharia Civil

Lucas Periard, Universidade Federal de Ouro Preto

Departamento de Engenharia Civil

Anibal da Fonseca Santiago, Universidade Federal de Ouro Preto

Departamento de Engenharia Civil

Citas

APHA- American Public Health Association/ American Water Works Association/Water Environment Federation (2012). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington DC, USA.

Atta, M., Idris, A., Bukhari, A., Wahidin, S. (2013). Intensity of blue LED light: A potential stimulus for biomass and lipid content in freshwater microalgae Chlorella vulgaris. Bioresource Technology, 148, 373-378. doi:10.1016/j.biortech.2013.08.162.

Bicudo C.E.M. & Menenzes M. (2006). Gêneros de algas de águas continentais do Brasil: chave para identificação e descrições. São Carlos - SP: Rima.

Chevremont, A. C., Farnet, A.M., Coulomb, B.; Boudenne, J.L. (2012). Effect of coupled UV-A and UV-C LEDs on both microbiological and chemical pollution. Science of the Total Environment, 426, 304 - 310. doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.03.043

Eland, E. L., Davenport, R., Mota, C. R. (2012). Evaluation of DNA extraction

methods for freshwater eukaryotic microalgae. Water Research, 45 (16), 5355-5364. doi: 10.1016/j.watres.2012.07.023

Godos, I., Blanco, S., Encina, P. A. G., Becares, E., Munõz, R. (2009). Long-term

operation of high rate algal ponds for the bioremediation of piggery wastewaters at high

loading rates. Bioresource Technology, 100 (19), 4332 – 4339. doi:10.1016/j.biortech.2009 .04.016.

Gonçalves, R. F. (Coordenador). (2003). Desinfecção de efluentes sanitários. Rio de

Janeiro: ABES, Rima.

Hwang, J., Church, J, Lee, Seung, J, Park, J, Lee, W H. (2016). Use of Microalgae for Advanced Wastewater Treatment and Sustainable Bioenergy Generation. Environmental Engineering Science, 33 (11), 882-897. doi: 10.1089/ees.2016.0132

Lourenço, S.O. (2006). Cultivo de microalgas marinhas: Princípios e aplicações. São

Carlos - SP: Rima.

NUSH, Nederlands Norm (NEN 6520). (1981). Norma holandesa sobre determinação de clorofila a pelo método do etanol.

OEDC - Organization for Economic Co-operation and Development. (1996). Guidelines for testing of chemicals simulation teste-Aerobic sewaget treatment. Technical Report, Paris.

Olguin, E. J. (2012). Dual purpose microalgae–bacteria-based systems that treat wastewater and produce biodiesel and chemical products within a Biorefinery. Biotechnology Advances, 30, 1031–1046. doi: 10.1016/j.biotechadv.2012.05.00.

Park, J. B. K., Craggs, R. J., Shilton, A. N. (2011). Wastewater treatment high rate algal

ponds for biofuel production. Bioresource Technology, 102 (1), 35 - 42. doi: 10.1016/j.biortech.2010.06.158.

Park, J. B. K. & Cragss, R. J. (2011). Nutrient removal in wastewater treatment high rate algal

ponds with carbon dioxide addition. Water Science and Technology, 63 (8), 1758–

doi: 10.2166/wst.2011.114.

Pilon L, Berberoglu H, Kandilian R. (2011). Radiation transfer in photobiological carbon dioxide fixation and fuel production by microalgae. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 112 (17), 2639 - 2660. doi: 10.1016/j.jqsrt.2011.07.004.

Schulze, P. S. C., Barreira, L. A., Pereira, H.G. C., Pareles, J. A., Varela, J. C.S. (2014). Light emittig diodes (LEDs) applied to microalgal production. Trends in Biotechnology, 32 (8), 422 - 430. doi: 10.1016/j.tibtech.2014.06.001.

Silva, L. M. L., Santiago, A. F., Silva, G. M. Z., Vassoler, F., Braga, M. C. R. (2017). Tratamento de efluentes em fotobiorreatores iluminados por diodos emissores de luz (LEDs) de baixa intensidade luminosa. Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales: Investigación, desarrollo y práctica,10 (1), 87 –103. doi: 10.22201/iingen.0718378xe.2017. 10.1.54836.

Unnithan V.V., Unc A., Smith G. B. (2014). Mini-review: a priori considerations for bacteria-algae interactions in algal biofuel systems receiving municipal wastewaters. Algal Research, 4, 35 – 40. doi: 0.1016/j.algal.2013.11.009.

Wang C. Y., Fu, C. C., Liu Y. C. (2007). Effects of using light-emitting diodes on the cultivation of Spirulina platensis. Biochemical Engineering Journal, 37(1), 21 - 25. doi: 10.1016/j.bej.2007.03.004.

Yan, C., Luo, X., Zheng, Z. (2012). Performance of purifying anaerobic fermentation slurry using microalgae in response to various LED light wavelengths and intensities. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 88 (9), 1622 - 1630. doi: 10.1002/jctb.4010.

Yan, C., Zhang, L., Luo, X.; Zheng, Z. (2013). Effects of various LED light wavelengths and intensities on the performance of purifying synthetic domestic sewage by microalgae at different influent C/N. Ecological Engineering, 51, 24 - 32. doi: doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.12.051.

Descargas

Publicado

23/04/2020

Cómo citar

NASCIMENTO, R. S. L.; SILVA, L. M. L.; PERIARD, L.; SANTIAGO, A. da F. Tratamiento de aguas residuales en fotobiorreactores de flujo continuo iluminado por luz artificial y solar. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 6, p. e183963748, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i6.3748. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3748. Acesso em: 29 nov. 2024.

Número

Sección

Ingenierías