Nuevo método que permite recuperar hasta el 81% del fósforo de las aguas residuales

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  • Nuevo método que permite recuperar 81% fósforo aguas residuales
  • La innovación reside en obtener una corriente rica en fósforo directamente en el reactor biológico usando un reactor secuencial discontinuo (SBR) frente a otros métodos donde se obtiene de la línea de fangos.
  • El estudio del IIAMA ha supuesto un avance científico al comprobar que las bacterias acumuladoras de fósforo (PAO) son resistentes frente a un intensa extracción de fósforo, sin que se deteriore el proceso de depuración.

Sobre la Entidad

IIAMA
El IIAMA-UPV se creó en 2001 para impulsar la investigación orientada a la transferencia de tecnología y colaboración con empresas y organismos públicos, promover la docencia y asesoramiento en temas de agua.
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Brenda Acevedo, investigadora del IIAMA-UPV (Instituto Universitario de Investigación de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente), ha desarrollado una estrategia a escala piloto que permitiría obtener una recuperación del 81% del fósforo procedente de las aguas residuales a través de la tecnología SBR con eliminación biológica de fósforo en la línea de aguas.El estudio, es el resultado del trabajo de tesis doctoral: “Estudio y modelación matemática del cambio metabólico de las bacterias responsables de la eliminación biológica de fósforo en el tratamiento de aguas residuales” dirigido por Ramón Barat Baviera y Luis Borrás Falomir del grupo Calidad del Agua (CALAGUA) perteneciente al IIAMA.

La innovación reside en usar un sistema SBR y obtener una corriente enriquecida en fósforo desde la línea de agua frente al método convencional que se obtiene sobre la línea de fango. Para ello, se ha llevado a cabo una ardua tarea de investigación donde se ha estudiado el comportamiento metabólico de las PAOs (organismos acumuladores de fósforo) al reducir su fuente de energía en forma de poli-P (polifosfatos intracelulares) y analizar la incidencia que tiene esta reducción sobre sus principales competidores las GAOs (organismos acumuladores de glucógeno).

Así, gracias a la experimentación realizada en este sistema se ha determinado una serie de indicadores en las etapas anaerobio/aerobio del proceso de depuración, que permiten observar que las PAOs son resistentes a la eliminación de poli-fosfatos intracelulares sin detrimento de la calidad del agua de vertido tras el tratamiento de depuración. “Las PAOs y las GAOs son microorganismos metabólicamente similares, siendo la principal diferencia la acumulación de fósforo que realizan las PAOs. Este estudio ha permitido llegar a la conclusión de que las PAOs son resistentes a las extracciones continuas de poli-P, sin que la eliminación de fósforo del agua residual se vea afectada por el desarrollo de las bacterias GAO”, explica la investigadora.

De esta forma, se puede recuperar hasta un 81% del fosforo del agua residual mediante un sistema SBR con eliminación biológica de fósforo sobre la línea de aguas, en contraste con los trabajos donde se extrae el fósforo desde la línea de fangos, con rendimientos de recuperación muy inferiores a los obtenidos en el presente estudio. “Antes no se extraía fósforo directamente de las PAO porque se pensaba que esto conllevaría un grave deterioro en el proceso de depuración debido al desarrollo de bacterias GAO. Ahora, gracias al nivel de conocimiento adquirido, manteniendo unas condiciones de operación adecuadas para las PAOs, aunque se realicen extracciones masivas de fósforo ellas siguen activas microbiológicamente, sin que las GAOs se desarrollen y en consecuencia, sin que se deteriore el proceso de depuración”, concluye Brenda.

Avance científico

Este exhaustivo estudio ha supuesto un avance científico, al comprobar que las PAOs son robustas frente a situaciones de intensa extracción de fósforo, permitiendo obtener una corriente enriquecida en fósforo, de la cual posteriormente se recuperaría este elemento con mayor eficacia.Asimismo, se ha desarrollado un modelo matemático que incorpora la versatilidad metabólica de las bacterias PAO y permite mejorar los modelos actuales empleados en el diseño y simulación de Estaciones de Tratamiento de Aguas Residuales (EDAR).

Todo ello, ha quedado reflejado en la publicación de diversos artículos en revistas de gran relevancia internacional en el ámbito del estudio, en concreto, dos en la revista Water Research y otro en Chemical Engineering Journal.

La importancia del fósforo

El fósforo es un componente esencial para la vida, debido a que desempeña un papel crucial en los procesos biológicos. Su principal uso radica en la industria de los fertilizantes en forma de fosfatos, procedentes de la extracción en las rocas fosfáticas. Según apuntan determinados estudios, las reservas naturales de fósforo serán incapaces de aportar el fósforo necesario demandado a nivel mundial en los próximo 50 a 100 años, por la sobreexplotación de dicho mineral. De hecho, ya se ha observado una disminución en la calidad de las reservas, elevando el coste de su extracción, procesamiento y transporte.

En este sentido, aproximadamente el 17% del fósforo procedente de la extracción de la roca fosfática termina en las aguas residuales, que en caso de ser vertidas sin tratamiento previo ocasionan graves problemas de contaminación en las masas de aguas superficiales, conocido como eutrofización. Por todo ello, es importante no solo eliminar el fósforo del agua residual por vía biológica, sino su posterior recuperación en forma de un fertilizante. A la consecución de este objetivo colaboran los resultados obtenidos en este estudio.

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