A atividade suinícola produz diversos benefícios econômicos, porém devido à grande quantidade de resíduos gerados, tem sido vista como forte ameaça ambiental. De outro lado, o cultivo de microalgas se mostra como uma alternativa que pode apresentar grande eficiência na remoção de nutrientes de águas residuárias e, concomitantemente, produzir biomassa de interesse a diferentes aplicações biotecnológicas. Sendo assim, a presente pesquisa propôs selecionar estirpes de microalgas de ambientes aquáticos e otimizar seu cultivo em resíduo suíno biodigerido (RSBio) visando à remoção de nutrientes, além de aplicar a biomassa gerada como substrato na codigestão anaeróbia do resíduo suíno bruto (RSBru), a fim de verificar seu impacto na produtividade de metano. Para tanto, esta pesquisa foi dividida em três etapas: (i) coleta e caracterização dos resíduos e das amostras de ambientes aquáticos; (ii) aclimatação e cultivo de microalgas em RSBio; e (iii) ensaio de biodegradabilidade anaeróbia e de codigestão de microalgas com RSBru. Ao final do ensaio de aclimatação, Chlorella sorokiniana se destacou como a espécie mais abundante e, portanto, foi isolada, por apresentar potencial para aplicação em processos de tratamento de águas residuárias. O ponto ótimo (26 °C e 160 μmol fótons m^-2 s^-1) considerando a amplitude de crescimento (A_C) serviu como condições de cultivo desta estirpe no ensaio de remoção de nutrientes e de produção de biomassa e metabólitos. Foram observadas duas estratégias que direcionam as microalgas para objetivos distintos: a primeira delas, definida pelo cultivo na concentração de 1x10⁶ células mL^-1 (RSBio10), objetiva aumentar a concentração de biomassa (em 83,8%), de clorofila a (em 1.869,0%) e de lipídeos (em 361,2%); e a segunda, definida pelo cultivo na concentração de 4x10⁶ células mL^-1 (RSBio40), tem pretensão de reduzir as concentrações de DQO (em 69,3%), de nitrogênio amoniacal (em 77,6%) e de ortofosfato (em 39,0%) no substrato e, concomitantemente, proporcionar o incremento de proteínas (em 43,7%) e de carboidratos (em 564,4%) na biomassa das microalgas. O ensaio de biodegradabilidade revelou que o lodo do biodigestor, com ou sem adição de microalgas, resultou em valores de produção de metano superiores ao estimados com base na DQO_inicial. Foi identificada uma tendência de aumento na produção de metano com o aumento da densidade celular de microalgas. Entretanto, o ensaio de codigestão revelou que não há efeito sinérgico das microalgas juntamente ao RSBru. No tratamento sem inóculo de microalgas (RSBru0), foi estimado um potencial produtivo de mais de 8.000 NmL de metano, superior em 36,1% em relação ao tratamento em que foram utilizadas densidades celulares de 4x10⁶ células mL^-1 (RSBru40) e em 65,5% em relação ao tratamento com 6x10⁶ células mL^-1 (RSBru60). Ademais, RSBru0 apresentou a maior eficiência de consumo de DQO (99,7%), o que resultou na produção de 155,1 NmL CH₄ g STV_aplicados^-1. Em suma, a biodigestão de RSBru (sem adição de microalgas) ou a codigestão deste resíduo com C. sorokiniana na concentração inicial de 4x10⁶ células mL^-1 podem ser sugeridas para alcançar remoção de DQO acima de 95% e produção de mais de 120 NmL CH₄ g STV_aplicados^-1.

Pig farming produces several economic benefits, but due to the large amount of waste generated, it has been seen as a strong environmental threat. On the other hand, the cultivation of microalgae is shown as an alternative that can be highly efficient in removing nutrients from wastewater and, at the same time, produce biomass of interest for different biotechnological applications. Thus, the present research proposed to select microalgae strains from aquatic environments and to optimize their cultivation in biodigested swine wastewater (BSW) aiming at the removal of nutrients, in addition to applying the biomass generated as a substrate in the anaerobic co-digestion of the raw swine waste (RSW), with the intention of verifying its impact on methane productivity. To this end, this research was divided into three stages: (i) collection and characterization of waste and samples from aquatic environments; (ii) acclimatization and cultivation of microalgae in BSW; and (iii) anaerobic biodegradability and microalgae co-digestion test with RSW. At the end of the acclimatization test, Chlorella sorokiniana stood out as the most abundant species, with potential for application in wastewater treatment processes. The optimum point (26 °C and 160 μmol photons m^-2 s^-1) considering the growth amplitude (G_A) served as conditions for the cultivation of this strain in the nutrient removal and biomass and metabolite production tests. Two strategies were observed that direct microalgae to different objectives: the first one, defined by cultivation at the concentration of 1.0x10⁶ cells mL^-1 (BSW10), aims to increase the concentration of biomass (by 83.8%), chlorophyll a to (in 1,869.0%) and lipids (in 361.2%); and the second, defined by cultivation at a concentration of 4.0x10⁶ cells mL^-1 (BSW40), aims to reduce the levels of COD (by 69.3%), ammoniacal nitrogen (by 77.6%), orthophosphate (in 39.0%) in the substrate and, concomitantly, provide an increase in proteins (in 43.7%) and carbohydrates (in 564.4%) in the microalgal biomass. The biodegradability test revealed that the sludge from the biodigester, with or without the addition of microalgae, resulted in higher methane production values than those estimated based on the initial COD. A trend towards an increase in methane production was identified with the increase in microalgae cell density. However, the co-digestion test revealed that there is no synergistic effect of microalgae with RSW. In the treatment without microalgae inoculum (RSW0), a productive potential of more than 8,000 NmL of methane was estimated, 36.1% higher than the treatment in which cell densities of 4x10⁶ cells mL^-1 were used (RSW40) and 65.5% higher than the treatment with 6x10⁶ cells mL^-1 (RSW60). Furthermore, RSW0 showed the highest COD consumption efficiency (99.7%), which resulted in the production of 155.1 NmL CH₄ g STV_applied^-1. In summary, the biodigestion of RSW (without the addition of microalgae) or the co-digestion of this residue with C. sorokiniana at the initial concentration of 4x10⁶ cells mL^-1 can be suggested to achieve COD removal above 95% and production of more than 120 NNmL CH₄ g STV_applied^-1.