Liquid effluent treatment resorting to microalgae cultivation

Abstract

Bioreactors from raceway category for microalgae production installed in domestic wastewater treatment facility and in fertilizers industrial plant were followed for approximately 11 months. Microalgae natural growth, mainly Scenedesmus obliquus and Scenedesmus quadricauda, was determined to evaluate their participation in domestic wastewater treatment and effluent from fertilizer plant. At WWTF, two raceways were installed, respectively after primary treatment and secondary treatment. At FIP, the installation of one raceway bioreactor had as main goal microalgae development, aiming nutrient removal from the effluent with potential reduction costs associated to the treatment. Microalgae growth evaluation in raceways was accomplished through determination of biomass dry weight from 107 samples. To evaluate microalgae activity, routine analysis were made for nitrate determination and external laboratories analysis for nutrient content determination (total nitrogen, ammonia, Kjeldahl nitrogen and total phosphorus). The obtained results from analysis performed by external laboratories demonstrated that collected sample from secondary treatment raceway presented 95 % ammonia removal, 39 % Kjeldahl nitrogen and 73 % total nitrogen. Only ammonia concentration of 3.36 mg/ L was under discharged limit value of 10 mg/ L. To evaluate effluent quality after microalgae activity biochemical oxygen demand and chemical oxygen demand were also evaluated. However, only one sample from the different systems were evaluated and, therefore, they cannot be considered representative. One of the following steps after effluent treatment is biomass recovery. It was necessary to reach their dehydration using flocculation processes. Although the results, this approach was not optimized unlike the harvest performed using centrifuge where 76% yield was achieved.

Bioreatores do tipo raceway para produção de microalgas instalados numa estação de tratamento de águas residuais domésticas (ETAR) e numa unidade industrial de fertilizantes foram acompanhados e avaliados por um período de aproximadamente 11 meses. O crescimento natural de microalgas, maioritariamente Scenedesmus obliquus e Scenedesmus quadricauda, foi determinado para avaliar a sua eventual participação no tratamento de águas residuais domésticas e do efluente proveniente de uma fábrica de fertilizantes. Na ETAR foram instalados dois raceways, respetivamente após o tratamento primário e o tratamento secundário. Na Unidade industrial, a instalação de um bioreator raceway teve por objetivo o desenvolvimento das microalgas visando a redução de nutrientes do efluente com a eventual redução de custos associados ao seu tratamento. A avaliação do crescimento das microalgas nos raceways foi feita por determinação de peso seco (g / m2) de 107 amostras. Para avaliar a atividade das microalgas foram feitas análises rotineiras para determinação de nitratos e análises em laboratórios externos para determinação de outro tipo de nutrientes (azoto total, amónia, azoto Kjeldahl, fósforo total). Os resultados obtidos das análises feitas pelos laboratórios externos demonstraram que na amostra recolhida do raceway após o tratamento secundário uma remoção de amónia de 95 %, 39 % azoto Kjeldahl e 73% de azoto total. Apenas o valor de amónia de 3.36 mg / L esteve abaixo do limite de descarga de 10 mg/ L. Para avaliar a qualidade do efluente após a atividade das microalgas foram também avaliados a carência bioquímica de oxigénio (CBO5) e carência química de oxigénio (CQO), no entanto foram feitas análises apenas a uma amostra dos diferentes sistemas e por isso não pode ser considerada representativa. Um dos passos após o tratamento de efluentes é o aproveitamento da biomassa. Para isso foi necessário recorrer à desidratação da mesma usando processos de floculação. Apesar dos resultados, esta abordagem ficou por otimizar ao contrário da colheita feita por centrifugação onde foi obtido um rendimento de 76%.