Removal of organic matter during adaptation of Nannochloropsis oculata in livestock waste

• Sales-Pérez, Roger Emmanuel ^[1] ; Sales-Chávez, Roger Manuel ^[1] ; Romero-Mota, Diana Ibeth ^[1] ; Estrada-García , Joaquín ^[1] ; Méndez-Contreras, Juan Manuel ^[1]
  1. [1] Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Orizaba
• Localización: Renewable Energy, Biomass & Sustainability, ISSN-e 2683-2658, Vol. 5, Nº. 2, 2023, págs. 32-39
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Eliminación de materia orgánica durante la adaptación de Nannochloropsis oculata en residuos ganaderos
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• Resumen
  • español

    Los efluentes y lodos ganaderos contienen altos niveles de materia orgánica, compuesta principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (generalmente en forma de carbohidratos, lípidos y proteínas). Estos residuos representan un importante recurso que puede utilizarse para producir algunos bioproductos. Por ello, diferentes especies de microalgas han sido estudiadas y utilizadas a escala de laboratorio para llevar a cabo procesos como el tratamiento de aguas residuales o la bioconversión aeróbica, que se presentan como alternativas sostenibles y viables para el tratamiento y valorización de residuos orgánicos (RO). Nannochloropsis oculata puede remover contaminantes presentes en residuos orgánicos y aguas residuales incorporándolos a su metabolismo a través de la fotosíntesis, produciendo eficientemente ácidos grasos poliinsaturados, esteroles, proteínas, terpenoides, pigmentos, entre otros. El objetivo del presente estudio fue evaluar la remoción de materia orgánica durante la adaptación de N. oculata en agua residual avícola (ARA) y estiércol porcino (EP), obtenidas de plantas técnicas y semitécnicas, respectivamente, ubicadas en la zona de altas montañas del estado de Veracruz, México. El experimento se llevó a cabo en fotobiorreactores discontinuos de 250 mL con un volumen de trabajo de 200 mL, donde se estudiaron 3 relaciones inóculo-sustrato para cada residuo orgánico: 10, 15 y 20% de inóculo en ARA y 30, 50 y 70% de inóculo en EP. Además, se controlaron las condiciones de temperatura (20 ± 2 °C), iluminación (2000 lx), fotoperiodo de 12/12 (luz/oscuridad) y aireación continua. Los resultados mostraron que N. oculata fue capaz de reducir la cantidad de materia orgánica presente en el RO, alcanzando hasta un 37.91 y 37.18% de reducción de la DQO soluble en ARA (10%) y EP (70%), respectivamente.

  • English

    Microalgae, like plants, contribute significantly to the development of the oxygen biogeochemical cycle due to their high photosynthetic efficiency. In addition, they provide high yields of polyunsaturated fatty acids, sterols, proteins, terpenoids, and pigments, among others. Therefore, different species of microalgae have been studied and used on a laboratory scale to carry out processes such as wastewater treatment or aerobic bioconversion, which are presented as sustainable and viable alternatives for the treatment and recovery of organic waste (OW), usually rich in carbohydrates, lipids and proteins. In the present investigation, the removal of organic matter was evaluated during the adaptation of Nannochloropsis oculata in residues of poultry wastewater and swine origin, obtained from technical and semi-technical plants, respectively, located in the high mountain zone of the state of Veracruz, Mexico. The experiment was carried out in 250 mL discontinuous photobioreactors with a working volume of 200 mL, where 3 inoculum-substrate ratios were studied for each organic residue: 10, 15 and 20% inoculum in poultry wastewater (PWW) and 30, 50 and 70% inoculum in pig manure (PM). In addition, the conditions of temperature (20 ± 2 °C), illumination (2000 lx), photoperiod of 12/12 (light/dark) and continuous aeration were controlled. It was shown that N. oculata can tolerate alkaline conditions of pH ≥ 10 and contributes to the reduction of soluble organic matter in OW. PWW and PM were found to be viable media for the survival of N. oculata. Finally, regarding the inoculum concentrations studied, the most appropriate were 10% for PWW and 70% for PM.