El uso de algas para el tratamiento de aguas residuales es una tecnología que, aunque data de hace más de 50 años, no se ha consolidado dentro de las principales tecnologías de este sector. La razón principal es que los objetivos de tratamiento para estas aguas en el pasado han sido significativamente diferentes a los actuales, donde la eficiencia energética, así como el reciclaje de nutrientes y CO2 han adquirido una importancia generalizada en los últimos años. Solo recientemente, este enfoque está ganando importancia y actualmente se ha evaluado a escala DEMO para efluentes de agua dulce y se han estudiado dos configuraciones del sistema: fotobiorreactores (PBR), es decir, reactores cerrados hechos de tubos de vidrio o plástico, y estanques de algas de alta tasa (HRAP), es decir, estanques de canalización abiertos poco profundos. De estas dos configuraciones, los HRAP representan la mejor opción para el tratamiento de grandes efluentes de aguas residuales, ya que presentan mayores capacidades y menores costos que los PBR.

Las microalgas representan una materia prima atractiva que puede desempeñar un papel importante, proporcionando un recurso eficaz, sostenible y abundante que puede ayudar a reemplazar productos y procesos basados en fósiles, contribuyendo al papel de la bioeconomía, y logrando aplicaciones comerciales en los sectores de alimentación, alimentación animal, fertilizantes, cosmética y farmacéutica, entre otros. Sin embargo, el cultivo y la cosecha de microalgas siguen siendo costosos con bajas tasas de producción de biomasa. Además, los procesos posteriores no están diseñados para recuperar y valorizar los múltiples componentes de las microalgas, lo que representa un cuello de botella del proceso con costes notables.

El Proyecto Saltgae financiado con fondos de la Unión europea (H2020-Water-2015 nº 689785) y coordinado por Funditec ha estudiado este tema, incluyendo las innovaciones en tratamiento, cosecha y posterior valorización de la biomasa algal en 3 instalaciones de demostración que utilizan aguas residuales de la industria alimentaria, localizadas en Italia, Slovenia e Israel.

Para optimizar la absorción de materia orgánica y nutrientes (N&P) del efluente a tratar, se controló la composición de la comunidad microbiana presente en sinergia con la comunidad de algas: las bacterias fueron responsables de la digestión de la materia orgánica, mientras que las algas eliminaron la mayor parte de los nutrientes de N y P del agua. De esta manera se pueden lograr menores requerimientos de energía, alcanzando un 80% menos de consumo de energía que los tratamientos tradicionales de aguas residuales. Esto se debe a que las algas proporcionan a las bacterias aeróbicas el oxígeno necesario a través de la fotosíntesis, eliminando así la necesidad de aireación (que representa el 30-70% del costo total de energía de las plantas de tratamiento de aguas residuales).  También contribuyó a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero ya que las algas consumen CO2 para su crecimiento y se produjeron subproductos de mayor valor agregado a partir de la recolección de biomasa de algas. No fue menos importante el hecho de que las aguas residuales proporcionaron los nutrientes necesarios (N, P) para la producción de algas, reduciendo así los costos de cultivo. Se ha demostrado la viabilidad de producir más de 30 toneladas/hectárea.año de subproducto de algas sin invertir en agua dulce y nutrientes. Las pruebas sobre la utilización de HRAP para el tratamiento de aguas residuales dulces han demostrado ser satisfactorias, con resultados de eliminación de DBO, N y P superiores al 80 %.