Diferentes métodos de tratamento biológicos têm sido aplicados à remoção de compostos nitrogenados da água, e uma alternativa que tem se mostrado viável é o cultivo de microalgas. Esses microrganismos possuem a capacidade de assimilar altas concentrações de nitrogênio e carbono em diferentes formas, além de acumular lipídios, possibilitando a integração do tratamento de águas residuárias com a produção de biocombustível. Todavia, para que seja viável realizar cultivos em larga escala, é fundamental o conhecimento da produtividade de bio-óleo e da cinética de crescimento e consumo de substrato da microalga. Esse trabalho teve como objetivo estudar a aplicação do cultivo de microalgas da espécie Chlorella vulgaris como técnica de pós tratamento de águas residuárias e produção de lipídios. Para determinar a cinética de crescimento e a concentração de substrato ótima de operação dos fotobiorreatores (PBRs) foram feitos ensaios em frascos reatores de 500 mL, nos quais foram inoculadas microalgas em efluentes da indústria de gelatina tratados por via anaeróbia, preparados com diferentes diluições e suplementados com meio basal (BBM). Com as concentrações de biomassa quantificadas ao longo do tempo em cada condição, foram feitos ajustes não lineares ao modelo de Gompertz-modificado, para obtenção das velocidades específicas de crescimento máximas (μ_máx). A partir dos valores de μ_máx e S, foi proposto o modelo de inibição por substrato de Andrews (R² = 0,872), sendo determinados os parâmetros cinéticos μ_máx, K_M e K_i através do software Origin 8.0 e a concentração de substrato ótima de operação dos fotobiorreatores (S_opt = 37,59mgN-NH₄⁺.L^-1). Definida a cinética de crescimento microbiana e a tolerância das microalgas ao nitrogênio amoniacal, foi dada partida nos fotobiorreatores coluna de bolhas (PBRs) em batelada de 1,0 L, sendo alcançadas velocidades específicas de crescimento máximas de 0,343 d^-1, produtividade de biomassa de 0,141 g.L^-1.d^-1, produtividade de lipídios de 17,63 mg.L^-1.d^-1 , e eficiências de remoção de nitrogênio amoniacal e de nitrato de 98,85% e 35,48%, respectivamente. Os resultados obtidos demonstram o potencial das microalgas C.vulgaris em integrar o pós tratamento de águas residuárias com a produção de lipídios.

Different biological treatment methods have been applied to the removal of nitrogen compounds from water, and an alternative that has been shown to be viable is microalgae cultivation. These microorganisms have the ability to assimilate high concentrations of nitrogen and carbon in different forms, as well as accumulate lipids, and this enables the integration of wastewater treatment with biofuel production. However, for large scale cultivation to be viable, knowledge of the bio-oil productivity and growth and substrate consumption kinetics of the microalgae is essential. The objective of this work was to study the application of Chlorella vulgaris microalgae cultivation as a wastewater post treatment and lipid production technique. To determine the growth kinetics and optimal substrate concentration of the photobioreactors (PBRs), 500 mL reactor flasks were inoculated in which microalgae were inoculated into anaerobic-treated gelatine industry effluents, prepared with different dilutions and supplemented with Bolds basal medium (BBM). With the biomass concentrations quantified over time in each condition, nonlinear adjustments were made to the modified Gompertz model to obtain the maximum specific growth rates (μ_máx). From the values of μ_máx and S, the Andrews substrate inhibition model (R² = 0.872) was proposed, determining the kinetic parameters μ_máx, K_M and K_i by using Origin 8.0 softwares and the optimal substrate concentration of photobioreactors operation (S_opt = 37.59mgN-NH₄⁺.L^-1). After microbial growth kinetics and microalgae tolerance to ammonia nitrogen were defined, the 1.0 L batch column bubble photobioreactors (PBRs) were started, specific growth rates of 0.343 d^-1, biomass productivity of 0.141 g.L^-1.d^-1, lipid yield of 17.63 mg.L^-1.d^-1 , and ammonia nitrogen and nitrate removal efficiencies of 98.85% and 35.48%, were reached respectively. The results show the potential of C. vulgaris microalgae to integrate wastewater post treatment with lipid production.