Exploración por simulación de eliminación biológica de P y recuperación de estruvita en EDAR urbanas

Resumen

La eliminación biológica de fósforo (P) en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) urbanas permite reducir significativamente los costes asociados a la adición de reactivos químicos y al tratamiento de lodos. Sin embargo, el potencial específico de cada planta está muy condicionado por el volumen disponible para incorporar las zonas anaerobias necesarias, la flexibilidad operacional, las características de la carga influente (en especial la relación COD/N/P) o los requerimientos de calidad en el efluente. No es por tanto inmediato estimar la cantidad de P que puede ser eliminada biológicamente en cada planta. Por otra parte, y asociada generalmente a la eliminación biológica de P, está cobrando un creciente interés la recuperación controlada de estruvita para, por una parte, eliminar o minimizar problemas operacionales causados por precipitaciones incontroladas y, por otra, rentabilizarla como fertilizante. Esta alternativa está claramente alineada con la nueva concepción de las EDAR como sistemas de recuperación de la energía y de los compuestos aportados por el agua residual urbana. Sin embargo, predecir dónde y en qué medida se va a producir la precipitación de estruvita en cada planta no es una tarea sencilla, ya que es preciso identificar los flujos de P, nitrógeno (N) y magnesio (Mg++) necesarios para la producción de estruvita, así como otros factores como el pH y la temperatura, los cuales incidirán en las condiciones adecuadas para favorecer dicha precipitación. Ante esta necesidad, los estudios de simulación basados en modelos globales de la EDAR constituyen una herramienta muy útil para diagnosticar de una manera rápida, rigurosa y fiable el potencial de cada EDAR para gestionar óptimamente el P. El centro Ceit-IK4, con más de tres décadas de experiencia en simulación de EDARs urbanas, ha diseñado un procedimiento para cuantificar el potencial de la eliminación biológica y la recuperación del P. El procedimiento se basa en la construcción de modelos matemáticos globales adaptados a la EDAR bajo estudio, su calibración y validación experimental con datos históricos, la reconstrucción de los flujos de masa y energía de la planta y la exploración sistemática de los diferentes escenarios de operación, cuantificando detalladamente los costes asociados. La metodología desarrollada ha permitido cuantificar el potencial de la eliminación biológica de P y la recuperación de estruvita en una larga lista de EDAR urbanas (Ej.: Palma I, Paml a II, Paguera, Bendinat, La Sur, La Cartuja, Arazuri). Los estudios de simulación permiten una valoración aproximada, pero a la vez realista (si se hace con rigor), del potencial de la EDAR para optimizar el tratamiento y recuperación de P. Son por tanto un paso previo muy recomendable a los trabajos a escala piloto y a la implantación de las tecnologías de recuperación de P. Los estudios presentados en este trabajo son sólo una muestra de las posibilidades que ofrece la metodología, pudiendo ser aplicada a cualquier EDAR.