Utilização de microalgas e cianobactérias para tratamento de efluentes e produção lipídica

Abstract

Organismos fotossintetizantes crescem em efluentes domésticos e industriais devido à presença de nutrientes, incorporando-os em seu metabolismo, promovendo o tratamento desses efluentes, produzindo biomassa e acumulando lipídeos essenciais à produção de biocombustíveis. As microalgas (Desmodesmus subspicatus e Chlorella vulgaris) e a cianobactéria (Oscillatoria tennuis) foram cultivadas de modo otimizado em efluente doméstico e têxtil sintético, buscando-se o tratamento desses efluentes e paralela produção de lipídeos. No experimento 1, para avaliar o efeito da relação C:N e densidade microbiana sobre a produção de biomassa, lipídeos e tratamento do efluente, foi utilizado esgoto doméstico, proveniente de diversas etapas de tratamento: afluente (A), pós UASB (E1), pós lagoa (E2) e pós filtro de pedras (E3), sendo estes utilizados in natura e submetidos a pré tratamento por filtração (F) e filtração seguida de autoclave (F+A). Melhor produtividade de biomassa foi observada em esgoto contendo relação C:N 6:1 - afluente (A): 2,1 g.L⁻¹ (D. subspicatus) e 5:1 - pós UASB (E1): 2,5 g.L⁻¹ (C. vulgaris). Os mesmos, continham maiores densidades de bactérias heterotróficas: 55.10⁶ e 36.10⁵ NMP respectivamente. Um maior rendimento lipídico foi visto em C:N 3:1 - pós filtro (E3): 530 mg.g⁻¹ (D. subspicatus) e 500 mg.g-1 (C. vulgaris). Não houve favorecimento na produção de FAMEs. A remoção de nutrientes foi elevada em todos os cultivos, com eficiências de N e P variando de 88 a 100% e remoção de DBO, variando de 56 a 100% em ambas as espécies. No experimento 2, avaliou-se o efeito do foto-período, em condições de autotrofia, mixotrofia e heterotrofia (Fase I), a condição mixotrófica favoreceu as espécies na produtividade de biomassa: 3,05 g.L⁻¹ e 2,0 g.L⁻¹ no rendimento lipídico 560 mg.g⁻¹ e 481 mg.g⁻¹ e FAMEs 95 mg.g⁻¹ e 80 mg.g⁻¹ para D. subspicatus e C. vulgaris respectivamente. Na Fase II, avaliando diferentes regimes claro:escuro, a espécie D. subspicatus foi favorecida na produtividade de biomassa (3,09 g.L⁻¹), rendimento lipídico (309 mg.g⁻¹) e FAMEs (110 mg.g⁻¹), em regime de maior fase clara (14h:10h), ao passo que C. vulgaris obteve maior produtividade de biomassa (2,88 g.L⁻¹), rendimento lipídico (389 mg.g⁻¹) e FAMEs (118 mg.g⁻¹) em regime de maior fase escura (10h:14h). A remoção de N e P, variou nas duas fases de 88 a 100% e de 26 a 100% de DBO. No experimento 3, avaliou-se a tratabilidade do efluente têxtil pela cianobactéria O. tennuis. Maior eficiência na remoção de cor (90%), sulfato (98%) produção de biomassa (1,0 g.L⁻¹) e lipídeos (398 mg.g⁻¹) foi dada em condição de cultivo suspenso, autotrofia e usando glicose como fonte de C (Fase I). Já na Fase II, melhor remoção de DQO (84 e 98%), N e P (99%) produção de biomassa (1,8 e 1,7 g.L⁻¹) lipídeos (401 e 418 mg.g⁻¹) foi observada, na biomassa suspensa, sob mixotrofia (16h:8h) e utilizando glicose ou etanol como fonte de C respectivamente. Em relação à produtividade de FAMEs, O. tennuis não mostrou-se uma espécie promissora quando cultivada em efluente têxtil, obtendo resultados inferiores aos observados no controle contendo meio BG-11.