La producción de biodiésel, a partir de microorganismos fotosintéticos, es un tema de creciente investigación. No obstante, las implicaciones de la remoción de nutrientes y capacidad de acumulación de lípidos se desconocen cuando los microorganismos se cultivan en aguas residuales municipales respecto de su cultivo en un medio enriquecido. En el presente estudio se evaluó el potencial de dos especies de microalgas, Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus, y de una cianobacteria, Arthrospira maxima, para remover nutrientes y acumular lípidos, útiles para producir biodiésel, al cultivarse en dos calidades de agua residual, cruda (ARC) y tratada (ART), comparadas con un medio enriquecido (AE) con fertilizante comercial. Los cultivos se realizaron en volúmenes de 1 L, con fotoperiodos de luz:oscuridad de 12 h:12 h. Con los resultados se realizó un ANDEVA y las medias de los tratamientos se compararon con la prueba de Tukey (p≤0.05). Los cultivos en ARC mostraron: 1) la productividad mayor de biomasa (p≤0.05) con 5. acutus (1.28 g L ) y C. vulgaris (p<0.05) with 5. acutus (1.28 g L ) and C. vulgaris (1.15 g L ¹), para A. maxima los valores fueron similares en (1.15 g L ¹), for A. maxima values were similar to RWW ARC (0.93 g L ¹) y AE (0.96 g L ¹) (p>0.05), la mayor tasa de incremento de biomasa correspondió a C. vulgaris (0.200.27 d ¹) para los tres medios de cultivo (p<0.001), y para S. acutus y A. máxima fue entre 0.06 y 0.14 d ¹; 2) la eficiencia mayor de remoción de nutrientes, superior a 60 % de fósforo y 90 % de nitrógeno orgánico (p ≤ 0.05) para todos los microorganismos; 3) la acumulación mayor de lípidos (p ≤ 0.05) en S. acutus 28.3 %, C. vulagris 22.4 % y A. máxima 13.8 %; 4) la más alta producción de biodiésel (entre 109.4 y 244.6 mg L ¹) para los tres microorganismos. | The biodiesel production from photosynthetic microorganisms, is a topic of increasing research. However, the implications of nutrient removal and lipid accumulation capacity are unknown, when microorganisms are grown in municipal wastewater with respect to be grown in a rich medium. In the present study the potential of two species of microalgae Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus and a cyanobacterium, Arthrospira maxima, were evaluated to remove nutrients and accumulate lipids, useful for producing biodiesel, when growing into two wastewater qualities, raw (RWW) and treated (TWW), compared with an enriched medium (EM) with commercial fertilizer. The cultures were performed in volumes of 1 L, with photoperiods of light:dark of 12 h:12 h. With the results an ANOVA was carried out and treatment means were compared with Tukey's test (p≤0.05). The cultures in RWW showed: 1) the higher biomass productivity (0.93 g L ¹) and EM (0.96 g L ¹) (p>0.05), the highest rate of biomass increase corresponded to C. vulgaris (0.20 to 0.27 d" X) for the three culture media (p≤0.001), and for S. acutus and A. maxima was between 0.06 and 0.14 d ¹; 2) the higher efficiency of nutrient removal, over 60 % of phosphorus and 90 % of organic nitrogen (p≤0.05) for all microorganisms; 3) higher lipid accumulation (p≤0.05) for S. acutus, 28.3 %, C. vulgaris 22.4 % and A. maximum 13.8 %; 4) the higher production of biodiesel (between 109.4 and 244.6 mg L ¹) for the three microorganisms.

The use of microorganisms immobilized in various supports for the bioremediation of wastewater is a technique widely used in the advanced treatment of wastewater. One of the most matrix used is alginate, which is permeable to nutrients while providing a protection against other microorganisms. At the same time, it is possible a homogeneous distribution of the microorganism inside the matrix and also their recovery is easier. The use of growth-promoting bacterium Azospirillum brasilense jointly immobilized with Chlorella vulgaris has influence on the increase in biomass in the microalgae, at the same time immobilization gives greater efficiency for removal nitrogen and phosphorus pollutants (N and P). Furthermore, it has been reported that the alginate matrix is susceptible to degradation due to the presence of cations and/or microorganisms in open systems. That is a major limitation in using this technology in situ. This study evaluated the potential for removing pollutants (N and P) by tertiary treatment of Secondary Wastewater (SW) using the microalga C. vulgaris and bacteria A. brasilense, jointly immobilized in alginate beads. Stability of the immobilizing alginate matrix was evaluated and also, we explored different options for maintain the stability of the matrix. The stability of the alginate beads was determined using the parameters gel strength and diameter of the formed bead. The efficiency of the system was evaluated according to the removal of nutrients, and increased biomass. The effects of different concentrations of sodium alginate, and combinations with other curing agents were evaluated. It was determined that the optimal concentration for the preparation of the immobilizing matrix is 2% w/v alginate and gelation in 2% CaCl2. Furthermore, it was determined that the coimmobilized system C. vulgaris - A. brasilense, is efficient for remove over 90% of phosphates and about 50% of ammonia in photoautotrofic bioreactor containing 25 L of wastewater in 24 hours during which the matrix is stable. Alginate beads without inoculated microorganisms are also capable of eliminating nutrients in wastewater, since the presence of the alginate spheres promotes the growth of resident microorganisms capable of assimilating nutrients (N and P). | El uso de microorganismos inmovilizados en diferentes soportes, es una técnica ampliamente utilizada en el tratamiento avanzado de agua residual. Uno de los soportes más comunes es el alginato, el cual es permeable a los nutrientes al mismo tiempo que restringe el paso de otros microorganismos. De igual forma, es posible una distribución homogénea de los microorganismos dentro y facilita su recuperación. El uso de la bacteria promotora del crecimiento, Azospirillum brasilense, inmovilizada en conjunto con la microalga Chlorella vulgaris, tiene una influencia favorable en el aumento de la población de esta, al mismo tiempo que le otorga mayor eficiencia en la eliminación del contaminantes nitrógeno y fósforo. Por otro lado, se ha reportado que la matriz de alginato es susceptible a degradación debido a la presencia de cationes y/o microorganismos en sistemas abiertos, lo cual es una de las principales limitantes al emplear esta tecnología in situ. El presente trabajo examinó el potencial para disminuir la concentración de contaminantes durante el tratamiento terciario de Agua Residual Secundaria (ARS) usando la microalga C. vulgaris y la bacteria A. brasilense, inmovilizados en conjunto en esferas de alginato. Se evaluó la estabilidad del alginato como matriz inmovilizante, usando como parámetros la fuerza de gel y el diámetro. Se evaluaron diferentes proporciones de alginato de sodio y se evaluaron combinaciones de este con otros agentes (polímeros y compuestos). La concentración óptima para la elaboración de la matriz inmovilizante es el 2 % p/v de alginato de sodio, gelificándolo en 2% de CaCl2. La eficiencia del sistema se evaluó en función de la eliminación de nutrientes, y el aumento de biomasa. Por otro lado, se determinó que el sistema el sistema co-inmovilizado C. vulgaris – A. brasilense, es eficiente en la eliminación de más del 90 % de fosfatos y cerca del 50 % de amonio en 24 horas bajo el régimen fotoautotrófico tiempo durante el cual la matriz aun es estable, usando una proporción de 10 g de esferas por cada 100 mL de ARS. Las esferas de alginato sin microorganismos inoculados, también son capaces de eliminar nutrientes del ARS cerca de un 60 % de fosfatos y alrededor del 30 % de amonio, ya que la presencia de las esferas de alginato favorece el crecimiento de microorganismos residentes del ARS capaces de asimilar nutrientes (N y P).

O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação do crescimento da macrófita Lemna minor e da microalga Chlorella vulgaris numa água residual proveniente de uma dada estação de tratamento de águas residuais. Além das espécies mencionadas foi utilizada uma terceira espécie, o microcrustáceo Daphnia magna, com o objetivo de investigar a sua interação com a L. minor e com a C. vulgaris, de forma a avaliar as interações tróficas por meio de testes multiespécie. Foram utilizadas várias concentrações de água residual, com o intuito de analisar a sua influência no crescimento das espécies usadas em cada ensaio. Neste estudo foi, também, desenvolvido um sistema de classificação das ETAR, com vista a determinar qual a que possui o efluente com as características mais apropriadas, para a realização dos ensaios laboratoriais. Foram consideradas todas as ETAR geridas pela SIMARSUL, tendo sido selecionada a ETAR da Quinta do Conde, por apresentar a classificação mais elevada. No âmbito deste trabalho foram realizados três ensaios: o ensaio preliminar, o 1º ensaio e o 2º ensaio. Em cada ensaio foram previamente estabelecidos diferentes parâmetros, como por exemplo a intensidade luminosa e temperatura, para amostras com várias concentrações de água residual. Quando se comparou a evolução das taxas de crescimento específico em termos do aumento da concentração da água residual nas amostras, observou-se uma evolução oposta para a L. minor e C. vulgaris. A taxa de crescimento específico da L. minor, quer em termos do número de frondes, quer da área foliar, diminuiu com o aumento da concentração da água residual nas amostras, enquanto no caso da C. vulgaris, a taxa de crescimento específico aumentou. Estes resultados evidenciam o efeito tóxico desta água residual na L. minor. A presença da D. magna nas amostras não afetou, significativamente, a taxa de crescimento específico da L. minor e da C. vulgaris. Os resultados anteriores confirmam, a adequação da L. minor como organismo teste em testes ecotoxicológicos, e o potencial da C. vulgaris para aplicações futuras envolvendo processos de biorremediação nas ETAR.

A problemática de carência de recursos hídricos do arquipélago de Cabo Verde converge tendencialmente para uma situação de escassez absoluta. A ilha de São Vicente, a segunda mais populosa do arquipélago, constitui uma das ilhas mais afetadas pela escassez de recursos hídricos. Tendo em conta os desafios que o atual sistema de abastecimento público da ilha enfrenta, nomeadamente, garantir uma capacidade de produção de água suficiente face às necessidades crescentes da população, este estudo tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica da reutilização potável das águas residuais tratadas da ETAR do centro urbano da ilha (ETAR da Ribeira da Vinha). Para este estudo de caso, foi realizado a simulação da aplicabilidade dos processos de separação por membranas (microfiltração, ultrafiltração, osmose inversa e nanoflitração) ao efluente tratado da ETAR da Ribeira da Vinha. Pretendeu-se, ainda, através de um ensaio de crescimento descontínuo da microalga Chlorella vulgaris em meio de cultura inorgânico, com diferentes concentrações de NaCl, avaliar o efeito da salinidade característico das águas residuais afluentes à ETAR da Ribeira da Vinha sobre o crescimento de microalgas, de forma a compreender o comportamento destes organismos e se a salinidade poderia comprometer o funcionamento deste sistema de lagunagem. Os resultados do ensaio de crescimento da Chlorella vulgaris indicam que o teor de salinidade presente nas águas residuais da ETAR de Ribeira da Vinha não tem efeitos adversos sobre o seu crescimento, e por extrapolação sobre outras microalgas intervenientes no processo de tratamento da ETAR da Ribeira da Vinha, com tolerância a salinidade semelhante a Chlorella vulgaris. Os resultados obtidos para a simulação da aplicabilidade dos processos de separação por membranas, por sua vez, demonstram que é possível a produção de água para consumo a partir do efluente tratado da ETAR da Ribeira da Vinha, em conformidade com os requisitos de qualidade estabelecidos pelos Decretos-lei 08/04 e 152/17, por aplicação dos sistemas de tratamento UF/OI/OI e UF/NF/OI. Apesar das limitações da reutilização potável direta, nomeadamente, informações deficitárias relativas aos compostos emergentes, especialmente a nível dos efeitos toxicológicos, inexistência de normas/critérios de reutilização potável direta e a aceitação pública, os resultados deste estudo fornecem novas directrizes no que toca à estratégias de desenvolvimento de recursos hídricos, numa ilha onde a água constitui um bem muito escasso, para ser desperdiçado.