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     Estudio de las estrategias de operación de la digestión anaerobia de fangos para optimizar la recuperación de fósforo en EDAR.

    AUTOR: Nuria Martí Ortega

    TIPO: Tesis Doctoral

    UNIVERSIDAD/FACULTAD: Universitat de València/ Escuela Técnica Superior de Ingeniería.

    AÑO: 2007

     


     

    Introducción

    La recuperación y reciclaje del fósforo ha cobrando gran importancia en los últimos años ya que se trata de un recurso limitado. Una vez utilizado, la mayor parte del fósforo pasa a formar parte de las aguas residuales, por lo que la recuperación de los fosfatos presentes en ellas se ha planteado como una opción adecuada para potenciar su reciclaje. Una de las tecnologías que presenta mayores ventajas es la recuperación del fósforo contenido en la corriente de sobrenadante de la deshidratación del fango digerido, mediante cristalización en forma de estruvita. Este proceso permite, además de obtener un sólido que tiene utilidad como fertilizante, controlar las concentraciones de nutrientes recirculadas a cabeza de planta. Además de favorecer la recuperación de fósforo en las EDAR, la optimización de la línea de fangos permite minimizar la precipitación incontrolada de fósforo en dicha línea, reduciendo los costes operacionales asociados a la formación de depósitos en tuberías y equipos. 

     

     Descripción

    El objetivo principal de esta tesis ha sido estudiar y optimizar la estrategia de operación de la línea de tratamiento de fangos para minimizar la precipitación incontrolada de fósforo en el digestor anaerobio y potenciar así la recuperación de fósforo en las EDAR. Para ello se plantearon varias estrategias operacionales de gestión de las corrientes de fango primario y de fango secundario del proceso de eliminación biológica de fósforo (EBPR), antes de su digestión anaerobia. 

    1-      El espesamiento separado (configuración C1) o conjunto de los fangos (C2), la utilización de un tanque de contacto (C3), la elutriación en el espesador y el modo en el que era llevada a cabo dicha elutriación (C4), fueron las principales estrategias elegidas para el estudio desarrollado. 

    2-      Cada uno de los esquemas operacionales se evaluó desde el punto de vista del grado de precipitación del fósforo en el digestor anaerobio, de la cantidad de fósforo disponible para su recuperación y de la calidad del sobrenadante para su valorización en forma de estruvita.

    Conclusiones

    El trabajo desarrollado supone un avance importante tanto desde el punto de vista de la operación y mantenimiento de digestores anaerobios, como desde la perspectiva de potenciar la recuperación de fósforo en las EDAR que llevan a cabo una eliminación biológica de fósforo. Las principales conclusiones son: 

    1- Para una misma configuración de la línea de fangos, la precipitación de fósforo en el digestor aumenta al incrementar la concentración de fósforo disponible y el pH de operación. 

    2- El espesamiento separado de los fangos (configuración C1), operación habitual en EDAR industriales, no favorece la liberación en el espesador del fósforo contenido en el Poly-P, dando lugar a una elevada precipitación del mismo en el digestor.

     3- La combinación del espesamiento conjunto del fango primario y del fango EBPR y de un sistema de elutriación (C2) potencia la liberación del fósforo asociado al  Poly-P en el espesador y reduce significativamente la cantidad de fósforo precipitado en el digestor. 

    4- En este esquema de espesamiento conjunto la utilización de una corriente externa de elevado caudal para incrementar el efecto de elutriación (C4), genera un sobrenadante con un elevado caudal másico de fósforo y, por tanto, de gran interés para el proceso de recuperación de fósforo. Sin embargo, este sobrenadante presenta una elevada relación molar Ca/P y una baja relación molar Mg/Ca que podrían disminuir la formación de estruvita en el cristalizador. La utilización de un menor caudal de elutriación, aunque no proporciona una reducción tan importante de la precipitación en el digestor, genera sobrenadantes cuyas características son más adecuadas para el proceso de cristalización de estruvita, especialmente en zonas de agua de elevada dureza.

     5- La introducción de un tanque de contacto previo al espesamiento de los fangos (C3), no reduce la precipitación en el digestor ni garantizaba una disponibilidad elevada de fósforo en los sobrenadantes generados para su posterior recuperación. 

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