De 280 a 700 nmcombinando desinfección solar y ficotecnología para el aprovechamiento de los recursos en efluentes de piscicultura marina

Resumen

La presente Tesis Doctoral se centra en la investigación de dos tecnologías solares para el aprovechamiento de corrientes piscícolas desde una perspectiva de economía circular. Así, se ha estudiado el uso de la desinfección solar (SODIS) como pretratamiento para reducir la carga bacteriana de una corriente piscícola y la utilización de este efluente como medio de cultivo para la producción de microalgas y la reducción del flujo másico de nutrientes. El uso conjunto de ambas tecnologías solares generará una corriente de agua con calidad suficiente como para ser reintroducida al sistema de producción piscícola o ser vertida con seguridad al medio natural y, de manera simultánea, generar biomasa de microalgas que podrá ser reintroducida al sistema como ingrediente sustitutivo de harina de pescado en piensos de engorde para peces. En primer lugar, se estudió el uso de dos sistemas productivos piscícolas diferentes, de flujo continuo (FTS) y de recirculación (RAS), para producir microalgas. Los resultados indican que el reactor tipo raceway es el óptimo para llevar a cabo la desinfección solar a mayor escala por motivos tecno-económicos (menor inversión inicial y requerimiento de superficie en comparación con el tradicional colector parabólico compuestos, CPC). Se determinó que, para desinfectar las corrientes estudiadas, con concentración de bacterias (Vibrio spp.) entre 10^2 – 10^6 CFU mL-1 la concentración óptima de peróxido de hidrógeno se encuentra 1 – 10 mg L-1 concentraciones de oxidante que no inhiben el posterior proceso biológico. En el caso del cultivo de microalgas, se estudiaron un total de 6 especies (Nannochloropsis gaditana, Pavlova lutheri, Isochrysis galbana, Tetraselmis chuii, Phaeodactylum tricornutum, Chaetoceros gracilis) y un bloom a escala de laboratorio (18 L), obteniéndose productividades de entre 7 y 71 mg L-1 d-1 y velocidades de consumo de nitrógeno disuelto de entre 0,15 y 12,6 mg L-1 d-1. Gracias a los datos obtenidos a escala de laboratorio se diseñaron y se construyeron dos reactores raceway, uno para desinfección solar (1000 L) y otro para el cultivo de microalgas (6000 L). Se situaron en la instalación de producción de 450 t año-1 de lenguados de la empresa Cultivos Piscícolas Marinos S.A. (CUPIMAR) empleándose como medio de cultivo la corriente de purga del RAS enriquecida con fósforo hasta 1 mg L-1. Se cultivó T. chuii debido a una mayor productividad (15 – 78 mg L-1 d-1) y concentración de proteínas (36 – 50 %) y se caracterizó tanto el efluente como la biomasa de microalgas generados a escala piloto. Se formularon dos piensos para lenguados incluyendo un 10 y un 20 % de biomasa algal (T. chuii), reduciendo el contenido en harina de pescado en un 25 %. En los ensayos de engorde de juveniles de lenguado con ambos piensos experimentales, no se encontraron diferencias significativas en la tasa de crecimiento ni en la composición proximal del pescado producido con respecto al control. El análisis tecno-económico muestra que el tratamiento del caudal de purga del RAS de una planta de producción de lenguados (Solea senegalensis) mediante una combinación de tecnología de microalgas y pretratamiento con desinfección solar tendría un coste de 0,52 € m-3, comparable con el coste de tratamiento de las aguas residuales urbanas. Además, gracias al ingreso que supondría la venta de la biomasa generada, este coste podría verse reducido hasta 0,33 € m-3.