Avaliação de fotobiorreatores iluminados por diodos emissores de luz para o tratamento de efluentes domésticos.

Abstract

O aumento da população resulta no aumento do volume de efluentes domésticos, que têm em sua composição: água, matéria orgânica, nutrientes e patógenos. Entre os nutrientes encontrados nos efluentes, o nitrogênio e fósforo são de importância fundamental, porque são essenciais para o crescimento dos seres vivos. Mas o lançamento deles em corpos de água podem desencadear o fenômeno da eutrofização. Diante disso, esses nutrientes devem ser removidos dos efluentes, assim como a matéria orgânica, para evitar impactos ambientais negativos. As microalgas podem ser utilizadas para remover e recuperar nitrogênio e fósforo a partir dos efluentes. Estes microrganismos podem ser cultivados em sistemas abertos, tais como em lagoas de alta taxa ou em fotobiorreatores, que têm a vantagem de uma maior produção de biomassa. A iluminação dos fotobiorreatores poder ser com a luz do sol, ou com iluminação artificial. Esta última tem a vantagem de poder selecionar um intervalo específico de comprimento de onda que promove o melhor crescimento das microalgas, ou a remoção de um determinado poluente. O uso dos diodos emissores de luz (LEDs) são uma alternativa para este tipo de iluminação, pois apresentam baixo consumo de energia, baixa geração de calor e alta durabilidade. Além disso, eles são livres de substâncias tóxicas, como o mercúrio. O uso de fotobiorreatores com microalgas e iluminados por LEDs é apresentado como uma tecnologia que pode ser viável, uma vez que estes sistemas podem ter baixos custos operacionais, operação simples e produzir biomassa de algas que pode ser convertidos em novos produtos, como biofertilizantes e biocombustíveis. A partir disso, o objetivo deste estudo foi avaliar a remoção de nitrogênio, fósforo, matéria orgânica e Escherichia coli de efluentes domésticos em fotobiorreatores de microalgas iluminados por LEDs com diferentes comprimentos de onda (cores) e fluxos luminosos. Foi utilizado o planejamento estatístico multivariado, e a partir de um número reduzido de experimentos foi possível chegar a uma condição ótima para a operação dos fotobiorreatores. Os fotobiorreatores com o LED na cor azul foram os que promoveram melhores resultados para a remoção de nitrogênio (96,34%), fósforo (43,54%), matéria orgânica (91%) e Escherichia coli (5,06 unidades logarítmicas). A LED na cor vermelha foi o que produziu maior crescimento de biomassa.