Tratamiento terciario de aguas residuales no domésticas empleando a Chlorella sp. y conversión de la biomasa microbiana por pirólisis lenta

Las actividades de docencia de la Facultad de Ciencias de la Pontificia universidad Javeriana residuos derivados de tinciones biológicas, los cuales según la resolución 0631 del 2015 las clasifica como aguas residuales no domésticas (ARnD) provenientes de entidades prestadoras de servicio público y establece límites permitidos para su vertimiento. Esta agua posee altas concentraciones de color, DQO, DBO5, sólidos, color, nitratos, nitritos, y fosfatos, lo que puede causar problemas como toxicidad aguda a diferentes niveles tróficos y eutrofización en los ecosistemas acuáticos. Actualmente, se utilizan tratamientos biológicos secundarios y terciarios como biomasa inmovilizada y libre para la remoción de contaminantes en aguas residuales, sin embargo, la disposición final de los residuos sólidos producidos genera una problemática ambiental, por lo tanto, la gestión de estos residuos de una manera eco-amigable y económicamente aceptable puede abordarse mediante la conversión pirolítica del lodo a biochar. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de Chlorella sp. como tratamiento terciario para aguas residuales no domésticas y realizar la bioconversión de la biomasa obtenida en el tratamiento secundario y terciario a biochar por pirolisis. Las microalgas fueron recuperadas de diversas columnas de Winogradsky a tres diferentes tiempos de estabilización (3 meses, 9 meses y 12 meses), predominando las microalgas clorófitas sobre diatomeas, y géneros como Chlorella sp., Chlorococcum sp. y Achnanthidium sp fueron los que se persistieron. Posterior a esto, se realizaron pruebas de tolerancia de las algas al 100 % (v/v) del agua residual no domestica derivada de tinciones biológicas (ARnD/TB) postratada, en donde se evidencio el crecimiento y tolerancia de las microalgas a concentraciones ascendentes de DQO (400 mg/L) y se seleccionaron los morfotipos que pudieron crecer en mixotrofia y aquellos resistentes al agua residual, perteneciendo en su mayoría al género Chlorella sp. Paralelo a esto, se realizó el montaje, operación y monitoreo de la planta piloto de la Facultad de Ciencias, donde se determino que a pesar de lograr una remoción del 90.6 y 66.9 % de DQO (1040 y 585 mg/L finales) para el primer y segundo ciclo respectivamente, no se logra cumplir con los valores límites permitidos de la resolución 0631 del 2015 (150 mg/L), a su vez, se generó agua residual pos tratada que se utilizó para la cinéticas de la microalgas y un residuo sólido para la producción de biochar. Las microalgas lograron la remoción de niveles de DQO del 90 % y 70 % (40 y 105 mg/L finales) para la primera y segunda cinética durante 15 días de tratamiento, sin embargo, no se logro una remoción de nitratos ni nitritos por lo contrario estos aumentaron y en la segunda cinética el valor de los nitritos corresponde a 2 mg/L superando el límite establecido por la EPA para no generar un riesgo ambiental (1 mg/L). Finalmente, se realizó una mezcla llenante para la producción de biochar a diferentes temperaturas de pirólisis (300, 500 y 700 °C), el cual posee un material lignoselulosico, como la corteza de pino, y residuos sólidos del tratamiento secundario y terciario en planta como biomasa fúngica-bacteriana, perlas de alginato y microalgas. Dentro de los resultados los porcentajes de carbono fijo (CF) fueron de 27.3, 25.9 y 24.8 %, de cenizas del 13.5 y 20 y 22.5 % y los valores de pH corresponden a 5, 6.4 y 7.7 respectivamente. Adicionalmente el % COT de B300 fue de 26 % el cual según la clasificación del biochar se encuentra en clase III al encuentrarse entre valores de ≥10 % y <30 %, y los de B500 y B700 estan dentro de la clase II porque se encuentra entre valores de ≥30 % y