Biomass production of Scenedesmus sp and removal of nitrogen and phosphorus in domestic wastewater

Abstract

RESUMEN: Las aguas residuales domésticas se han utilizado como sustrato para la producción de biomasa de microalgas y eliminación de nutrientes. El tratamiento biológico con microalgas fotosintéticas proporciona aireación, reduciendo los costos de operación, el riesgo de volatilización de los contaminantes y proporciona oxígeno a las bacterias para la degradación de compuestos orgánicos. En este estudio se aisló una microalga a partir de aguas naturales y fue identificada como Scenedesmus sp. Se realizó un diseño experimental usando agua residual sintética con diferentes concentraciones de nitrógeno (40, 90 y 150 mg / L), fósforo (4, 15 y 50 mg / L) y la microalga aislada. Cada ensayo se inoculó con 1x106 células/ml bajo 16 horas de iluminación a 50-μmol m-2 s-1 por 7 días a 120 rpm. Se tomaron muestras a 0, 3, 5 y 7 días para determinar el crecimiento de microalgas y la concentración de nitratos, amonio y fósforo. El mismo tratamiento se realizó utilizando agua residual domestica real. Las aguas sintéticas de baja y media concentración tuvieron mayores porcentajes de remoción, entre 50-60% para el nitrógeno y 40-70% para el fósforo, con un crecimiento máximo de 1x107 células/ml. En el agua residual real, la remoción fue del 65% para el fósforo y el 80% para el nitrógeno. Estos resultados sugieren Scenedesmus sp podría ser utilizada para tratar agua residual doméstica, mejorando la eliminación de nutrientes y obteniendo biomasa para otros fines.

ABSTRACT: Domestic wastewater (DW) has been used as a substrate for both microalgae biomass production and nutrient removal. Biological treatment with photosynthetic microalgae provides aeration, reducing operating costs and the risk of volatilization of contaminants. It also provides oxygen to the bacteria for degradation of organic compounds. In this study, a microalga was isolated and identified as Scenedesmus sp. An experimental trial was performed using synthetic wastewater with different concentrations of N (40, 90 and 150 mg/L) and P (4, 15 and 50 mg/L). Each assay was inoculated with 1x106 cells/ml under 16h of continuous light at 50-μmol m-2 s-1 at and 120 rpm for 7 days. Samples were taken at 0, 3, 5 and 7 days to determine the growth of microalgae and the concentration of nitrates, ammonium and phosphorus. The same treatment was carried out using real DW. Synthetic water of low and medium concentration had higher removal percentages. These were between 50 and 60 for nitrogen and 40 and 70 for phosphorus, with a maximum growth of 1x107 cells /ml. For real DW, the removal was 65% for phosphorus and 80% for nitrogen. These results suggest Scenedesmus sp could be used to treat DW, enhancing nutrient removal and obtaining biomass for other purposes.