Soluciones para la recuperación de fósforo: Convertir desafíos en oportunidades medioambientales

El fósforo también contribuye a la eutrofización que afecta a nuestras masas de agua locales, lo que ha impulsado el reciente aumento de las obligaciones de eliminación en las instalaciones de aguas residuales. La recuperación de fósforo mediante la formación de estruvita no solo aborda la eutrofización, sino que también representa una estrategia proactiva frente a los desafíos globales asociados a este nutriente esencial.

Abordando los retos con soluciones innovadoras

En el marco de los esfuerzos globales para mitigar el impacto medioambiental del fósforo y mejorar la eficiencia en el tratamiento de aguas residuales, Xylem, a través de Evoqua, ha presentado una innovadora solución: el sistema de recuperación de nutrientes Ostara Pearl®. Este sistema está diseñado para abordar de manera integral los desafíos relacionados con el manejo del fósforo y optimizar el funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

El núcleo de este sistema se encuentra en el tratamiento avanzado de aguas abajo de la digestión, la cual está altamente cargada de nutrientes esenciales como el fósforo y el nitrógeno. A través de un proceso refinado, el sistema Ostara Pearl® recupera estos nutrientes en forma de estruvita, un compuesto de fosfato de amonio y magnesio. Este proceso no solo recupera valiosos nutrientes que de otro modo se perderían/reciclarían, sino que también transforma estos elementos en un fertilizante ecológico y controlado, conocido comercialmente como Crystal Green®.

Para complementar y maximizar la eficiencia de la recuperación de fósforo, el sistema Ostara Pearl® se apoya en la tecnología WASSTRIP™. Esta innovación mejora la eliminación interna de fósforo dentro de las instalaciones, optimizando así la recuperación total de nutrientes en un entorno controlado y sistemático.

Además de los beneficios medioambientales, el sistema Ostara Pearl® aborda eficazmente los problemas operativos comunes en las plantas de tratamiento, causados por la acumulación indeseada de estruvita. La producción controlada y la posterior venta de estruvita como fertilizante no solo proporciona una salida económica valiosa para el fósforo recuperado, sino que también alivia las cargas recicladas de nuevo al inicio del proceso de tratamiento. Esto tiene un impacto directo en la mejora de los procesos de eliminación biológica de nutrientes (BNR) y ayuda a las plantas a cumplir con los estrictos límites de descarga de fósforo en los efluentes.

El sistema Ostara Pearl® está diseñado para abordar de manera integral los desafíos relacionados con el manejo del fósforo

El sistema Ostara Pearl® y el sistema WASSTRIP™ constituyen los dos componentes cruciales de esta solución avanzada para la recuperación de nutrientes. La pieza central es el sistema Ostara Pearl®, un reactor de lecho fluidizado innovador diseñado específicamente para recuperar el fósforo en plantas de tratamiento de agua tanto municipales como industriales. Este proceso se logra a través de la precipitación controlada de estruvita cristalina, donde el crecimiento de la estruvita se induce añadiendo magnesio en un ambiente de pH cuidadosamente controlado. En este entorno optimizado, los nutrientes se cristalizan en gránulos de fertilizante ecológico. Estos gránulos se cosechan, secan y luego son distribuidos y comercializados por Ostara bajo la marca de Fertilizante Crystal Green®. Posteriormente, el efluente tratado, ahora con un contenido significativamente reducido de nutrientes, se libera desde la parte superior del reactor y se reintroduce en la planta de tratamiento.

Por otro lado, el sistema WASSTRIP™ complementa la recuperación de fósforo al dirigirse específicamente al fósforo acumulado por bacterias dentro de las operaciones de la planta. Este sistema introduce una etapa anaeróbica en la línea de fango, que está diseñada para facilitar la liberación de fósforo de los organismos acumuladores de fósforo (PAOs) presentes en los lodos activados. Este paso es fundamental, especialmente, para aquellas instalaciones que aplican digestión anaerobia, ya que permite la liberación anticipada de fósforo y magnesio en el proceso, mejorando así la eficiencia general de la eliminación y recuperación de nutrientes en un ambiente controlado.

El resultado es una reducción significativa de la eutrofización por fósforo de fuentes puntuales, alcanzando reducciones de hasta el 85%

Ambos sistemas, al trabajar en conjunto, no solo mejoran significativamente la eficiencia en la recuperación y reutilización de nutrientes esenciales, sino que también contribuyen a la sostenibilidad medioambiental y a la operatividad óptima de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Es importante destacar que, en el contexto de aplicaciones municipales, el magnesio suele ser el factor limitante para la producción de estruvita. La gestión eficaz del magnesio, específicamente su desvío antes del digestor, es crucial, ya que cada tonelada de magnesio desviada puede prevenir la formación de aproximadamente diez toneladas de estruvita no deseada. Este proceso no solo ayuda a proteger los digestores, el equipo de deshidratación y las tuberías contra la acumulación de incrustaciones de estruvita, sino que también mejora la deshidratabilidad de los lodos y reduce el volumen de biosólidos. Investigaciones indican que liberar el fósforo de los lodos activados antes de la deshidratación se traduce en una mejora de hasta el 4% en los biosólidos y una reducción del 15% en el uso de polímeros.

Por otro lado, el fertilizante Crystal Green®, obtenido de la estruvita recuperada, destaca por sus excepcionales características ambientales. Con una solubilidad en agua del 4%, minimiza significativamente la escorrentía y la lixiviación de fósforo hacia las vías fluviales, abordando una preocupación ambiental clave. Además, la pureza del fertilizante, superior al 99,6%, asegura su alta calidad, lo que lo convierte en una alternativa viable y sostenible para la agricultura. Es relevante mencionar que Crystal Green® es un fertilizante registrado tanto en EE. UU. como en Canadá, reconocido por la Association of American Plant Food Control Officials (AAPFCO) como una fuente de nutrientes de liberación lenta y aprobado por el USDA’s Conservation Stewardship Program (CSP) como un insumo para programas de agricultura sostenible. Los nutrientes del fertilizante son accesibles a través de la liberación ácida de las raíces de los cultivos, permitiendo que el fertilizante permanezca en la zona radicular durante más tiempo. Esto reduce la necesidad de aplicaciones frecuentes de fertilizante y contribuye a un mayor rendimiento de los cultivos.

Cerrando el ciclo

El fertilizante Crystal Green®, obtenido de la estruvita recuperada, destaca por sus excepcionales características ambientales

La solución innovadora de Xylem/Evoqua para la recuperación de nutrientes cierra el ciclo de una forma sostenible. Transforma los nutrientes recuperados de las aguas residuales en gránulos de fertilizante ecológico, los cuales, tras ser recogidos y secados, se distribuyen y comercializan bajo la marca de Fertilizante Crystal Green®. Esta práctica no solo mejora la eficiencia del proceso de eliminación  biológica de nutrientes (BNR), sino que también ofrece beneficios económicos tangibles al reducir los costes operativos y de mantenimiento. Además, incrementa significativamente la fiabilidad del sistema de tratamiento.

La implementación de esta solución no solo aborda los retos medioambientales asociados con el exceso de nutrientes en las aguas residuales, sino que también convierte una potencial recuperación de un recurso valioso para la agricultura. De este modo, Xylem/Evoqua contribuye a la creación de un modelo de economía circular, donde los recursos se utilizan de manera más eficiente y se minimiza el impacto ambiental, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y protección del medioambiente.