Desalination concentrate (DC) is a potential medium for microalgal cultivation since it contains an abundance of mineral salts. In this study, the feasibility of growing Chlorella vulgaris with DC was evaluated and the influence of DC concentration on the growth, biomass productivity, and biochemical composition was assessed. Media comprised of DC mixed with bold basal medium (BBM) in different concentrations were prepared for microalga cultivation. A sequential statistical methodology, comprising fractional factorial design and response surface methodology (RSM) was applied to enhance the biomass production. The growth of C. vulgaris was promoted with 75 % BBM+25 % DC compared with the BBM control. C. vulgaris biomass production (0.59 g L −1 ) was observed with 75 % BBM+25 % DC with optimal concentrations of sodium nitrate (0.09 g L −1 ), monobasic potassium phosphate (0.014 g L −1 ), and micronutrient solution (0.20 mL L −1 ). The gradual increase of DC had a strong effect on the biochemical composition of C. vulgaris. Carbohydrate fiber and protein contents were estimated to be 14.4 and 51.3 %, respectively, when the microalgae were cultivated in 75 % BBM +25 % DC. The lipid content (12.5 %) of C. vulgaris cells was highest at the optimized BBM DC concentrations. When grown in the BBM control and optimized BBM+DC media, C. vulgaris produced lipids rich in polyunsaturated fatty acids (C18:3 ω3) and monounsaturated fatty acids (C18:1). These results indicated that DC is a feasible alternative for the mass cultivation of C. vulgaris.
In this study, we investigated the outdoor production of a microalga C. vulgaris cultured in two different media under autotrophic cultivation: Bold Basal Medium (BBM) as the control and BBM supplemented with desalination concentrate (BBM + DC) using open raceway ponds (8 m 2). Data were collected on the growth, biomass productivity and biochemical composition. The culture developed in BBM + DC showed a biomass productivity of 6.8 g m-2 day-1 , while for the BBM control it was 8.5 g m-2 day-1. Intracellular protein was the main algal component (~28.6%), followed by carbohydrate + fiber (~26.0%) and lipids (~5.0%). The predominant fatty acids were mainly α-linolenic (~19.5%), palmitic (~16.5%) and linoleic (~10.0%) acids. This study demonstrates the feasibility of culturing C. vulgaris in an alternative medium based on DC in order to valorize the desalination wastewater through its application to algal mass production.
ResumoEste estudo teve como objetivo avaliar a performance dos coagulantes orgânicos e inorgânicos por meio de diagramas de coagulação, verificando as melhores condições de pH e dosagem para remoção de cor e turbidez, utilizando a água bruta do reservatório Epitácio Pessoa (Boqueirão, Paraíba). Foram realizados ensaios de coagulação/floculação/sedimentação em aparelho jar test, com o emprego de coagulantes orgânicos (Tanfloc SG e Tanfloc SL) e inorgânicos (sulfato de alumínio e cloreto férrico). A faixa de pH utilizada para a construção dos diagramas de coagulação para os coagulantes inorgânicos e orgânicos foram de 4,5 a 9,5 e 5,5 a 9,0, respectivamente, variando as dosagens dos coagulantes aplicadas na água. Com base nos diagramas de coagulação, observou-se que os flocos obtidos com os coagulantes orgânicos apresentaram velocidades de sedimentação maiores em comparação aos coagulantes inorgânicos, proporcionando melhor remoção dos sólidos suspensos, obtendo-se na etapa da decantação valores de turbidez inferiores a 0,5 uT em amplas faixas de pH. Palavras-chave: Diagramas de Coagulação. Coagulantes orgânicos. Coagulantes Inorgânicos. AbstractThis study had as objective, to evaluate the performance of organic and inorganic coagulants, through the coagulation diagrams, verifying the best pH and dosage conditions for the removal of color and turbidity of the raw water from the Epitácio Pessoa reservoir (Boqueirão, Paraíba). Coagulation / flocculation / sedimentation assays were carried out in the flocculation jar tester equipment, using organic coagulating agents (Tanfloc SG and Tanfloc SL) and inorganic (aluminum sulphate and ferric chloride). The pH range used for the construction of the coagulation diagrams for the organic and inorganic coagulant systems, was from 4.5 to 9.5 and from 5.5 to 9.0 respectively, varying the dosages of the coagulants applied in the water. Based on the results of the coagulation, it was observed that the obtained flocs with the organic agents, presented higher sedimentation rate in comparison to the inorganic coagulants, providing better removal of the suspended solids, obtaining in the decantation stage, turbidity values lower than 0,5 uT in wide ranges of pH.
O estabelecimento de práticas que priorizam os aspectos relacionados ao meio ambiente e a saúde pública tem questionado a aplicação de sais de alumínio e ferro como coagulantes em estações de tratamento de água, uma vez que tais produtos possuem em sua composição elementos que podem comprometer o equilíbrio de ecossistemas, além de serem responsáveis por efeitos deletérios a saúde. Esse estudo avaliou a remoção de sólidos suspensos e coloidais da água, em termos de turbidez e cor verdadeira, de um manancial localizado no município de Campina Grande – Paraíba. Foram realizados ensaios de coagulação/decantação/floculação com aparelho Jar test, sendo utilizados coagulantes orgânicos, a base de tanino (Tanfloc SG e Tanfloc SL), e inorgânicos, Cloreto Férrico e Sulfato de Alumínio. Diferentes dosagens e velocidades de sedimentação foram empregadas, além disso, foi verificada a influência desses fatores nos parâmetros obtidos para a água decantada. Os resultados dos ensaios apontaram um melhor desempenho do coagulante orgânico Tanfloc SL, já os métodos estatísticos indicaram independência da velocidade de sedimentação por parte dos coagulantes orgânicos e dependência para os de natureza inorgânica. Desta forma, a adoção do coagulante orgânico tipo Tanfloc SL é uma alternativa factível e sustentável para as estações de tratamento de água.
Disinfection process is used in the treatment of water for human supply to promote sanitary safety and provide users with drinking water that meets potability standards. Thus, it is necessary to sustain a minimal concentration of free residual chlorine (FRC) throughout the entire distribution system. The present study investigated the decay process of FRC concentration in water destined for human supply. The decay was evaluated in bench-scale testing, using sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, sodium dichloroisocyanurate (organic chlorine) as disinfectant agents, and also an alternative disinfectant solution (ADS) produced in loco, with oxidizing and disinfectant properties, which is being used in Brazilian sanitation industry. To evaluate the decay, four models were fitted: first-order, nth-order, limited first-order and parallel first-order, hence determining the corresponding parameters which describe the decay speed of the FRC concentration in water. Achieved results demonstrated that all models were statistically significant and predictive. However, parallel first-order model produced the best fit. Regarding the evaluated disinfectants, it was noted the preeminence of ADS solution when compared to the others, since it imparted a higher FRC over time, a behavior indicated by lower values for reaction rate constant in all models and when compared to other disinfectants used in this study.
Atualmente, estudos relatam a necessidade da otimização dos processos de tratamento de água quando se adota os coagulantes de origem inorgânica, por terem em sua base elementos como alumínio e ferro, sendo estes associados a diversos malefícios à saúde humana. Além disso, estes produtos apresentam aspectos econômicos e ecológicos negativos, o que enfatiza a ineficácia dos mesmos. Dentro desta problemática, tecnologias vêm sendo desenvolvidas, entre elas tem-se os coagulantes de origem orgânica que por terem como base recursos naturais renováveis, serem assimiláveis pelo meio ambiente, eficientes em ampla faixa de pH, promoverem a redução de lodo gerado no processo e não estarem associados à problemas de saúde pública configuram uma alternativa para substituição dos coagulantes inorgânicos. Esta pesquisa teve como objetivo realizar uma revisão sistemática em bases de pesquisa on-line sobre a potencialidade de espécies vegetais para a produção de coagulantes orgânicos. Nesta perspectiva, tem-se que estes coagulantes podem remover até 97,80% da cor aparente e 100% de turbidez; sendo a Moringa oleífera e Acacia mearnsii as espécies que apresentaram resultados mais expressivos; além do mais, a literatura confirma a eficiência destes em aspectos relacionados aos custos e sustentabilidade para produção e utilização tanto em pequenas comunidades quanto em larga escala.
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