Biorremediação de água residuária agroindustrial e biofxação de carbono com cianobactéria Arthrospira platensis DHR 20

Abstract

A biomassa microalgal oferece benefícios notáveis como matérias-primas promissoras para produção sustentável devido às suas macromoléculas. No presente estudo, a microalga Arthrospira platensis DHR 20 foi cultivada em dois conjuntos interconectados de fotobiorreatores verticais de placa plana (FBVPP), utilizando como substrato, água residuária de gado digerida anaerobiamente (ARGDA). O processo foi dividido em 5 Fases com variações no volume operacional do substrato de 1 L, 5 L, 10 L, 15 L e 20 L. A biomassa seca atingiu um máximo de 5,7 g L-1, e a produtividade atingiu o pico em 0,74 g L-1. A taxa mais alta de biofxação de CO2 atingida foi 1.213,46 mg L-1 d-1, demonstrando um alto potencial para purifcação do ar. A taxa específca de crescimento máximo e o tempo de duplicação mais curto foram encontrados quando os FBVPP foram alimentados com 15 L a cada 2 dias. Em relação à biorremediação, as porcentagens de assimilação da biomassa foram entre 65,8% e 87,1% de demanda bioquímica de oxigênio, 82,2% e 85,8% de carbono orgânico total, 62,5% e 93% de NO3-, 90,4% e 99,7% de NH4+, e 86,5% e 98,5% de nitrogênio total. Em termos gerais, essa representa uma nova abordagem sustentável no que diz respeito à redução de CO2, com a vantagem adicional de realizar simultaneamente a biorremediação da água residuária.

Alternate abstract:

Microalgal biomass offers remarkable benefts as promising raw materials for sustainable production due to its macromolecules. In this study, the microalga Arthrospira platensis DHR 20 was cultivated in two interconnected sets of vertical fat plate photobioreactors (VFPPB), using anaerobically digested cattle wastewater (ADCWW) as a substrate. The process was divided into 5 phases with variations in the operational substrate volume of 1 L, 5 L, 10 L, 15 L, and 20 L. Dry biomass reached a maximum of 5.7 g L-1, and productivity peaked at 0.74 g L-1. The highest rate of CO2 biofxation achieved was 1213.46 mg L-1 d-1, demonstrating high potential for air purifcation. The maximum specifc growth rate and the shortest doubling time were found when the VFPPB were fed 15 L every 2 days. Regarding bioremediation, the percentages of biomass assimilation were between 65.8% and 87.1% of biochemical oxygen demand, 82.2% and 85.8% of total organic carbon, 62.5% and 93% of NO3-, 90.4% and 99.7% of NH4+, and 86.5% and 98.5% of total nitrogen. Overall, this represents a new sustainable approach to CO2 reduction, with the additional advantage of simultaneously carrying out wastewater bioremediation.