En la gestión del tratamiento de aguas residuales, la eliminación eficaz del fósforo se ha convertido en un objetivo clave para proteger la calidad del agua y preservar los ecosistemas acuáticos. El fósforo, un nutriente esencial, puede causar problemas ambientales significativos cuando está presente en exceso, como la eutrofización de cuerpos de agua y la proliferación de algas nocivas.
En respuesta a estos desafíos, se han desarrollado diversas soluciones de eliminación de fósforo, que van desde métodos químicos hasta procesos biológicos y tecnologías avanzadas de tratamiento. En este artículo, te presentamos las distintas soluciones disponibles para la eliminación de fósforo en las aguas residuales. ¡Continúa leyendo!
¿Cómo se elimina el fósforo de las aguas residuales?
Las aguas residuales municipales suelen contener entre 4 y 8 mg/L de fósforo total. Para alcanzar los nuevos límites de 0,5 mg/L o menos, los diseñadores de sistemas de tratamiento disponen de una serie de tecnologías a las que recurrir, como la eliminación química, la eliminación biológica, la clarificación con balasto y la recuperación de fósforo.
1. Eliminación química
La eliminación química del fósforo de las aguas residuales está probada y es fiable, pero requiere gastos de funcionamiento continuos y genera lodos químicos. Este método utiliza principalmente aluminio, coagulantes de hierro o cal para formar flóculos químicos con fósforo. A continuación, estos flóculos se sedimentan para eliminar el fósforo de las aguas residuales.
Este proceso complejo, a menudo multipunto, implica reacciones en competencia que pueden variar con el pH, la alcalinidad, el tiempo de reacción y la intensidad de la mezcla. El fósforo se presenta en varias formas diferentes a lo largo del proceso de las aguas residuales, y conocer su distribución es vital para su control y eliminación.
Con frecuencia se añaden productos químicos en las etapas primaria y secundaria, y el tratamiento terciario de aguas residuales se utiliza en plantas que tienen requisitos de niveles ultra bajos de fósforo.
A continuación se indican algunas dosificaciones de productos químicos para la eliminación de sólidos suspendidos totales (SST) o sólidos suspendidos volátiles (SSTV) medidos. Estas cifras representan rendimientos típicos en condiciones particulares de aguas residuales:
Sólidos en suspensión totales
- 1 mg/L de dosificación de hierro = 1,9 mg/L de SST
- 1 mg/L de dosificación de aluminio = 2,9 mg/L de SST
Sólidos en suspensión volátiles
- 1 mg/L de hidróxido de hierro = 0,25 mg/L de SST
- 1 mg/L de hidróxido de aluminio = 0,35 mg/L de SST
- Afecta a la destrucción de VSS del digestor
2. Eliminación biológica del fósforo
En el tratamiento de aguas biológico convencional, el fósforo se elimina como parte normal del crecimiento biológico aeróbico. A continuación, los microorganismos se separan de las aguas residuales por decantación o filtración.
El rendimiento biológico de este proceso es de aproximadamente 0,5 lb por libra de DBO eliminada, con un contenido de fósforo de alrededor del 2% en peso. En condiciones específicas, el proceso podría producir lo siguiente:
Bajo aguas residuales con:
- 60 g DBO/cap/d, 1,5-2 g P/cap/d, 0,3 m3/cap/d = 200 mg/L DBO, 6,7 mg/L P, 30:1 DBO:P
La absorción asimilativa de P sería:
- Rendimiento = 0,5 mg VSS/mg DBO, 2% P, 2 mg/L eliminado (30-40% eliminado)
- Efluente P = 3-4 mg/L
3. Mejoras del clarificador y tratamiento terciario
La clarificación con balasto, que utiliza un material inerte de alta densidad como la microarena o la magnetita para lastrar el flóculo biológico o el flóculo químico convencional, mejora los índices de sedimentación al tiempo que reduce sustancialmente los costos.
En los procesos biológicos, la clarificación con balasto a base de magnetita puede alcanzar un índice de volumen de lodos (IVL) inferior a 50 y proporcionar hasta un 300% más de capacidad de tratamiento en los tanques existentes.
En los procesos químicos, la clarificación con balasto infunde magnetita como agente de ponderación en el flóculo químico tradicional para reducir de forma eficaz los niveles de fósforo total y sedimentar el flóculo hasta 30 veces más rápido que el tratamiento convencional.
La filtración por discos puede mejorar la eficacia de los procesos biológicos y químicos filtrando activamente los flóculos de fósforo de la corriente efluente en lugar de confiar en la sedimentación por gravedad.
En este proceso, el efluente del proceso secundario de separación sólido-líquido se mezcla con coagulantes de aluminio o hierro en un tanque de mezcla rápida. A continuación, los flóculos de fósforo químico se convierten en flóculos más grandes mediante la dosificación de polímeros y la mezcla en un tanque de floculación antes de alimentar el sistema de filtro de disco.
Un proceso de tratamiento biológico eficaz junto con un pulido de eliminación de fósforo mediante un filtro de discos puede cumplir normalmente incluso los permisos de vertido más estrictos.
4. Recuperación avanzada de fósforo
Además de eliminar el fósforo de aguas residuales, ahora se dispone de tecnología para recuperar este recurso y devolverlo al servicio como fertilizante. Los nuevos sistemas basados en la tecnología de reactores de lecho fluidizado pueden recuperar el fósforo y el amoníaco de los lodos, el licor deshidratado y los licores de espesamiento de lodos activados de aguas residuales y cristalizarlo en gránulos de fertilizante.
Estas son las soluciones de eliminación de fósforo. Al implementar estrategias efectivas de eliminación de fósforo, podemos reducir los impactos negativos del exceso de nutrientes en nuestros cuerpos de agua y contribuir a la salud y el equilibrio de los ecosistemas acuáticos. ¡Esperamos que esta información te haya sido de ayuda!
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