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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.9.2019.tde-03122019-112745
Documento
Autor
Nome completo
Lina Susana Perez Mora
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Carvalho, Joao Carlos Monteiro de (Presidente)
Camargo, Lívia Seno Ferreira
Ishii, Marina
Maldonado, Gabriel Padilla
Título em português
Uso de micro-organismos fotossintetizantes para remoção de nutrientes residuais de águas provenientes de tratamento aeróbio de esgoto
Palavras-chave em português
Biomassa microbiana: Bioquímica industrial
Bioquímica microbiana
Biotecnologia
Microalgas
Tratamento terciário de efluente
Resumo em português
O cultivo de micro-organismos fotossintetizantes em efluente secundário, proveniente de tratamento de esgoto doméstico, permite a remoção de nutrientes deste, diminuindo a eutrofização em corpos hídricos. Este trabalho visa ao crescimento de microalgas em água residuária de tratamento aeróbico de esgoto para redução de nitrogênio e fósforo desta. Foram realizados cultivos de Chlorella vulgaris e Monoraphidium contortum isolados de mangue em Erlenmeyers e em fotobiorreator com uso de águas residuárias sem adição de glicose e com adições de 30 mg.L-1 ou 70 mg.L-1 deste, bem como em meio padrão Bold. A adição de glicose nas águas residuárias nas concentrações de 30 e 70 mg.L-1, de um modo geral, favoreceu o crescimento celular de C.vulgaris em Erlenmeyers. Nos cultivos de M. contortum em Erlenmeyers não ocorreu aumento da concentração celular máxima (Xm) com a adição de glicose, mas as produtividades em células aumentaram em decorrência dos menores tempos de cultivo. O meio Bold levou a maiores tempos de cultivo que as águas residuárias. A microalga M. contortum cresceu mais que a C. vulgaris, independentemente do tipo de condição de cultivo, mas a maior diferença ocorreu em Erlenmeyers. Os valores de Xm em fotobiorreator com uso de água residuária para C. vulgaris e M. contortum foram de 3,55x107 células.ml-1 e 5,61x107 células ml-1, respectivamente, com adição de 70 mg.L-1 de glicose na água residuária. Os cultivos em co-cultura de C. vulgaris e M. contortum em água residual sem adição de glicose resultaram em parâmetros de crescimento intermediários aos obtidos para as monoculturas. Em todos os cultivos com microalgas foi possível a depuração de fostato e nitrato do meio de cultivo, seja o meio Bold ou a água residuária, com porcentagens de remoção destes nutrientes de até 99%. Em todos os cultivos também ocorreu diminuição do valor de demanda química de oxigênio das águas residuárias utilizadas para o crescimento das microalgas. Os teores de lipídios de C.vulgaris e M. contortum em fotobiorretor não sofreram grandes variações frente às condições experimentais e apresentaram valores médios de 26,2% e 39,9%, respectivamente. Os teores de proteínas médios de C. vulgaris e M. contortum em fotobiorreatores tubulares foram de 16,6% e 17,3%, respectivamente.
Título em inglês
Use of photosynthesizing microorganisms for the removal of residual nutrients from wastewater from aerobic treatment of sewage
Palavras-chave em inglês
Biotechnology
Microalgae
Resumo em inglês
The cultivation of photosynthetic microorganisms in secondary effluent from domestic sewage treatment allows the removal of nutrients from it, reducing eutrophication in water bodies. This project aims at the growth of microalgae in aerobic sewage wastewater for its nitrogen and phosphorus reduction. Chlorella vulgaris and Monoraphidium contortum isolated from mangrove were cultivated in Erlenmeyers and photobioreactor using glucose-free wastewater and this effluent with 30 mg.L-1 or 70 mg.L-1 of glucose, as well as Bold standard medium. The addition of glucose in wastewater at concentrations of 30 and 70 mg.L-1 generally favored cell growth of C.vulgaris in Erlenmeyers. In M. contortum cultures in Erlenmeyer, there was no increase in maximum cell concentration (Xm) with the addition of glucose, but cell productivities increased due to shorter cultivation times. The Bold medium led to longer cultivation times than wastewater. Microalgae M. contortum grew faster than C. vulgaris, regardless of the type of cultivation condition, but the biggest difference occurred in Erlenmeyers. Xm values in a photobioreactor using wastewater for C. vulgaris and M. contortum were 3.55x107 cells.ml-1 and 5.61x107 cells.ml-1, respectively, with 70 mg.L-1 of glucose in the wastewater. Cultivations in co-culture of C. vulgaris and M. contortum in wastewater without addition of glucose resulted in intermediate growth parameters if compared to those obtained in monocultures. In all microalgae cultures, it was possible to remove phosphate and nitrate from the culture medium, either from Bold medium or from the wastewater, with percentages of removal of these nutrients up to 99%. In all cultivations, there was also a decrease in the chemical oxygen demand of the wastewater used for microalgae growth. The lipid contents of C.vulgaris and M. contortum in photobiorretor did not vary significantly under the experimental conditions and presented average values of 26.2% and 39.9%, respectively. The average protein contents of C. vulgaris and M. contortum in tubular photobioreactors were 16.6% and 17.3%, respectively.
 
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Data de Publicação
2019-12-06
 
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