Hydrothermal liquefaction is a thermochemical process that is being used for the conversion of wet feedstocks into bio-crude oil. During the hydrothermal conversion of microalgae, wastewater (PHWW) with an elevated organic and aromatic content is also produced. Although anaerobic digestion can be applied as a stage of energy recovery, the application of other methods that could enhance PHWW treatment is necessary. Firstly, the anaerobic treatment of PHWW was investigated in a sequencing batch process. The effect of increasing organic matter concentrations, measured as chemical oxygen demand (COD), was assessed (1.6, 2.4, 3.2, 4, and 4.8 gCOD.L^-1). COD removal efficiencies and CH₄ yields ranged from 53% to 49% and from 180 to 158 NmL.gCODadd^-1, respectively, for influent COD values up to 3.2 g.L^-1. Higher organic loads presented a drop in COD removal, CH₄ yield, and a volatile fatty acids accumulation. Regarding the kinetic evaluation, the experimental data were adjusted to the modified Haldane model, observing a strong inhibition at COD concentrations above 3.7 gCOD.L^-1. Trichococcus, Aminobacteria, and Methanosarcina were the most representative microorganisms after biomass acclimation to PHWW. In second place, the effect of intermittent aeration in the anaerobic digestion of PHWW was assessed in two sequencing batch processes, R₁ full anaerobic and R₂ anaerobic- aerated. Three increasing organic matter were investigated (1.6, 3.2, and 4.8 gCOD.L^-1). Results from R₂ presented higher COD removal efficiencies for each condition evaluated. Moreover, metabolites accumulation observed in R₁ was minimized in R₂, and phenolic removal was also improved. On the other hand, CH₄ production was reduced by 45% due to oxygen availability. Aerobic microorganisms capable of degrading aromatic compounds were enriched in R₂. Finally, photocatalysis as a post-treatment of anaerobically digested PHWW was investigated. Removal efficiencies reached 50% for COD, 83% for phenolic compounds, and 95% for color, under optimum conditions of pH (9.6) and H₂O₂ addition (3.55g.L^-1). Ecotoxicity assays with Daphnia similis and Eruca sativa Mill resulted in treated PHWW not negatively influenced by photocatalysis.

A liquefação hidrotérmica é um processo termoquímico que vem sendo usado para a conversão de resíduos úmidos em óleo bruto. Durante a conversão hidrotérmica de microalgas, é gerada também uma água residuaria (em inglês: post-hydrothermal liquefaction wastewater, PHWW) com elevada concentração de matéria orgânica e de compostos aromáticos. Embora a digestão anaeróbia (AD) possa ser aplicada como uma etapa de recuperação de energia em forma de metano, a aplicação de outros métodos que possam otimizar o tratamento da PHWW é necessária. Em primeiro lugar, o tratamento anaeróbio da PHWW foi investigado em um processo em batelada sequencial, avaliando o efeito do incremento na concentração de matéria orgânica no afluente (1,6, 2,4, 3,2, 4 e 4,8 g.L^-1 de demanda química de oxigênio - DQO). Eficiências de remoção de matéria orgânica de DQO e produção de CH₄ foram 53%-49% e 180-158 NmL.gDQOadd^-1, respetivamente, para valores de concentração inicial de até 3.2 gCOD.L^-1. A aplicação de cargas orgânicas mais elevadas acarretou na queda da eficiência de remoção de DQO e produção de CH₄, propiciando a acumulação de ácidos graxos voláteis. Como relação a modelagem cinética, os dados experimentais foram ajustados ao modelo modificado de Haldane, observando uma inibição forte em concentrações maiores a 3,7 gDQO.L^-1. Trichococcus, Aminobacteria e Methanosarcina foram os microrganismos mais representativos após a aclimação da biomassa a PHWW. Em segundo lugar, o efeito da aeração intermitente na digestão anaeróbia da PHWW foi avaliado em dois processos em batelada sequenciais, o primeiro denominado R₁ totalmente anaeróbio e o segundo R₂ anaeróbio-aerado. Três concentrações de matéria orgânica foram investigadas (1,6, 3,2, e 4,8 gDQO.L^-1). Os resultados de R₂ apresentaram maiores eficiências de remoção para cada condição avaliada. Além disso, a acumulação de metabolitos observada em R₁ foi minimizada em R₂, enquanto que a remoção de compostos fenólicos também foi aprimorada com a introdução dos períodos de aeração intermitente. Por outro lado, a produção de CH₄ foi reduzida em 45% devido à disponibilidade de oxigênio. Microrganismos aeróbios capazes de degradar compostos aromáticos foram enriquecidos em R₂. Finalmente, a fotocatálise como pôs-tratamento da PHWW tratada anaerobiamente foi investigada. Eficiências de remoção atingiram 50% para matéria orgânica (DQO), 83% para compostos fenólicos, e 95% para cor para as condições ótimas de pH (9,6) e adição de H₂O₂ (3,55 g.L^-1). Além disso, os ensaios de ecotoxicidade com Daphnia similis e Eruca sativa Mill mostraram que o processo de fotocatálise como pos-tratamento da digestão anaeróbia não trouxe maior toxicidade ao efluente.