Article 4
Biomass production and nutrient removal in semicontinuous cultures of Scenedesmus sp. (Chlorophyceae) in artificial wastewater, under a simulated day-night cycle
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ABSTRACT. – The possibility of short-term nutrient removal from wastewater with microalgae was evaluated with semicontinuous cultures of Scenedesmus sp. in artificial wastewater, with 30, 40 and 50% renewal of the medium every 24h and a simulated day-night cycle. Organic biomass production ranged from 33.8 to 39.5 mg·l-1, with protein contents of 52-54%. Nitrate removal was high (69 to 79%), but the initial concentration of ammonia decreased only by 8 to 13%. The total inorganic nitrogen removed in 24h varied from 17 to 22%, and 42 to 44% of the amount removed was recycled into new organic biomass. The concentration of phosphorus decreased by between 29 and 43%, with an estimated efficiency of recycling of 35 to 45%. As with nitrogen, removal was related to the availability of light, which favours active uptake and causes photosynthesis – related changes in water chemistry due to the high pH of the medium, with fast ammonia stripping and phosphate precipitation. Given that in outdoor cultures light is discontinuous, short-term nutrient removal does not seem feasible with the solar technology available for tertiary biological treatment.
RÉSUMÉ. – La possibilité d’élimination rapide des sels nutritifs des eaux usées par les micro-algues a été évaluée en effectuant des cultures de Scenedesmus sp. semicontinues dans des eaux d’épuration artificielles, en renouvelant le milieu à 30, 40 et 50% toutes les 24h et en maintenant un cycle jour-nuit simulé. La production de la biomasse organique a été de 33,8 à 39,5 mg·l-1, avec un taux protéinique de 52 à 54%. L’élimination des nitrates est élevée (69 à 79%) mais la concentration initiale en ammonium a baissé de 8 à 13% seulement. L’azote total inorganique est éliminé en 24h, variant de 17 à 22%, tandis que 42 à 44% de cette quantité éliminée sont recyclés en nouvelle biomasse organique. La concentration en phosphore a baissé de 29 à 43% avec une efficacité estimée du recyclage de 35 à 45%. Comme pour l’azote, l’élimination est liée à l’éclairement, celui-ci favorisant une assimilation active et provoquant les changements liés à la photosynthèse dans l’eau, en raison d’un pH élevé du milieu, avec une élimination rapide de l’ammonium et la précipitation des phosphates. Du fait que la lumière est discontinue dans les cultures à l’extérieur, l’élimination rapide des sels nutritifs ne semble pas réalisable avec une technique d’insolation dans le traitement tertiaire biologique.