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     Estudio de la precipitación y recuperación del fósforo presente en las aguas residuales en forma de estruvita (MgNH4PO4·6H2O)

    AUTOR: Laura Pastor Alcañiz

    TIPO: Tesis

    UNIVERSIDAD/FACULTAD: Politécnica de Valencia / Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos.

    AÑO: 2008

     


     

    Introducción

    El fósforo, que actualmente se extrae de explotaciones mineras en forma de fosfatos metálicos, es un recurso limitado incapaz de mantener a largo plazo un nivel de extracción como el actual. Dado que gran parte del fósforo utilizado en forma de fertilizantes, alimentos y productos de limpieza pasa a las aguas residuales, la clave para minimizar la extracción consiste en la recuperación del fósforo presente en dichas aguas. La aplicación de un proceso de cristalización en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR), no solo elimina fósforo del proceso, sino que permite recuperarlo en una forma fácilmente reutilizable ya que, entre sus posibles aplicaciones, destacan su empleo como fertilizante y como materia prima para la industria del fósforo.

     

    Descripción

    El objetivo principal de esta tesis ha sido comprender los principios que rigen el proceso de cristalización de estruvita con el fin de mejorar la recuperación de fósforo, en forma de este mineral, de los sobrenadantes de las líneas de fangos de las EDAR. Este trabajo de investigación se llevó a cabo en una planta piloto de cristalización de tanque agitado tanto con soluciones preparadas en el laboratorio como con el sobrenadante de una planta piloto de digestión anaerobia de fangos. Se investigó la influencia de las variables de operación más importantes así como la distribución de semisaturación dentro del reactor, los mecanismos de nucleación que dominan las condiciones de trabajo, la termodinámica y química de los fosfatos y el control de la cristalización con aireación.

     

    Conclusiones

    Ensayos realizados con soluciones preparadas en el laboratorio mostraron eficiencias de precipitación y recuperación de fósforo en forma de estruvita de hasta el 80%. Se observó que conforme aumenta el pH de operación en el reactor y las relaciones molares Mg/P y N/P en el influente, se mejoran ambas eficiencias, mientras que una disminución del tiempo de retención hidráulico no afectó a las eficiencias alcanzadas. Con los sobrenadantes de la digestión anaerobia de fangos, las eficiencias obtenidas llegaron hasta el 95% y el 87 % para la eficiencia de precipitación y de recuperación de fósforo respectivamente. Los precipitados formados a partir de estos sobrenadantes fueron mayoritariamente estruvita, seguido de fosfato cálcico amorfo y, en algunos casos, calcita. El pH resultó tener una gran influencia en el proceso y dado que la aireación de los sobrenadantes permitió alcanzar valores en el reactor de 8,7 se desarrolló un algoritmo de control basado en la lógica difusa, que permitió además permitió alcanzar condiciones de pH muy estables. Comparado con el control con hidróxido sódico, la aireación provocó una mayor pérdida de fósforo con el efluente aunque, por otra, permitió obtener una estruvita más limpia de sólidos suspendidos lo que facilitó una posterior separación y limpieza de los cristales de estruvita formados.

     

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