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

La presente Tesis Doctoral se centra en el estudio de la combinación 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 desinfectado como medio de cultivo para la producción de microalgas y la reducción del flujo másico de nutrientes. Se ha comprobado que el uso conjunto de ambas tecnologías solares genera una corriente de agua con calidad suficiente como para ser reintroducida al sistema de producción piscícola o ser vertida con seguridad al medio natural. De manera simultánea, el proceso genera biomasa de microalgas que puede ser reintroducida al sistema como ingrediente sustitutivo de harina de pescado en piensos de engorde para peces. En primer lugar, se seleccionó el marco en el que se aplicaría posteriormente la combinación de tecnologías solares, evaluando dos sistemas productivos piscícolas diferentes, de flujo continuo (FTS) y de recirculación (RAS). Con respecto a la desinfección solar, se llegó a la conclusión que el reactor tipo raceway era el más adecuado 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 compuesto, CPC). Se determinó que para desinfectar las corrientes estudiadas con concentración de bacterias (Vibrio spp.) de 103 UFC mL-1, la concentración óptima de peróxido de hidrógeno fue de 1.25 mg L-1. En estas condiciones se obtiene una eliminación superior al 99 % en t30 = 44 min (dosis = 22 Wh m-2), no observándose recrecimiento posterior ni efecto tóxico del oxidante residual sobre el posterior cultivo de microalgas. 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 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 alimentación la corriente de purga del RAS enriquecida con 1 mg L-1 de fósforo. 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 mostró 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.

Author dc:creator

• Villar Navarro, Elena

Advisors dc:contributor.advisor

• Perales Vargas-Machuca, José Antonio
• Manzano Quiñones, Manuel Alejandro

• Piscicultura
• Biotecnología de microalgas
• Desinfección solar
• Tecnologías marinas
• Economía circular
• Análisis tecno-económico

Statement dc:rights

• Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

spa

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/10498/28830

OAI identifier oai:identifier

oai:rodin.uca.es:10498/28830