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

Referencias

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.

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Publicado

2020-04-23

Número

Sección

Ingenierías

Cómo citar

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/rsd/article/view/3748. Acesso em: 5 dec. 2025.