RESUM
El fòsfor, que actualment s’extrau d’explotacions mineres en forma de fosfats metàl·lics, és un recurs limitat incapaç de mantidre a llarg terme un nivell d’extracció com l’actual. Donat que gran part del fòsfor utilitzat en forma de fertilizants, aliments i productes de neteja passa a les aigües residuals, la clau per minimitzar l’extracció es troba en la recuperació del fòsfor present en dites aigües. Actualment, el fòsfor, tras ser eliminat del aigüa per via química o biològica, es perd per incineració o deposició en abocador, menys quan el fang biològic es destina a compostatge. 
La cristalització d’estruvita, fosfat de magnesi i amoni, apareix com un dels processos més prometedors per a recuperar el fòsfor de les aigües residuals. L’aplicació d’un procés de cristalització en una Estació Depuradora d’Aigües Residuals (EDAR) no solament elimina fòsfor del procés sino que permet recuperar-lo d’una forma fàcilment reutilitzable ja que, d’entre les seues possibles aplicacions, destaquen el seu ús como a fertilizant i com a matèria prima per a l’indústria del fòsfor. 
L’objectiu principal d’aquest treball de tesi ha sigut comprendre els principis que regeixen el procés de cristalització d’estruvita amb la finalitat de millorar la recuperació de fòsfor, en forma d’aquest mineral, dels sobrenadants de les línies de fangs de les EDAR. Degut a la dificultat de modelar tots els processos que intervenen en la precipitació d’estruvita, la distribució de la sobresaturació dins del reactor, els mecanismes de nucleació que dominen en les condicions de treball i la termodinàmica i química dels fosfats, ha sigut necessari realitzar assaigs per a comprobar la viabilitat de treballar amb un reactor de tanc agitat com l’utilitzat en aquest treball de tesi. En un primer moment es va treballar amb solucions preparades al laboratori per assegurar els aspectes teòrics de la precipitació d’estruvita. Posteriorment, es van realitzar assaigs utilizant els sobrenadants generats en una planta pilot de digestió anaeròbia instal·lada en l’EDAR de la Conca del Carraixet, València.  
Els resultats obtinguts en els assaigs amb solucions preparades en el laboratori mostraren que es possible aconseguir unes eficiències de precipitació i de recuperació de fòsfor en forma d’estruvita fins al 80%. S’obtingué, que a mesura que augmentava el pH d’operació en el reactor i les relacions molars Mg/P i N/P en l’influent, es milloraven ambdues eficiències, mentres que una disminució del temps de retenció hidràulic no ha afectat a les eficiències aconseguides. El pH va tindre una gran influència en el procés. Amb l’objectiu de controlar-lo, es va desenvolupar un algoritme de control fonamentat en la lògica difusa. L’utilització d’aquest algoritme va permetre aconseguir en tot moment unes condicions de pH en el reactor molt estables. 
En les condicions a les que es va traballar, el reactor utilitzat va ser capaç de retenir la majoria del sòlids en el seu interior, per tant el seu diseny va resultar adequat des del punt de vista de recuperació de fòsfor. No obstant aixó, en tot els assaigs es va observar una lleugera pèrdua de fòsfor en forma precipitada per l’efluent del reactor. La no dependència entre l’eficiència de recuperació, la grandària de partícula obtinguda i la quantitat de fòsfor perduda amb l’efluent amb la sobresaturació mitja en el reactor, va fer pensar que la formació de fins, que es perden amb l’efluent, estaba relacionada directament amb la presència en el reactor de zones d’elevada sobresaturació local. La precipitació trobada en el tubs d’entrada dels reactius va confirmar que en eixos punts existía sobresaturació local elevada, afavorint la nucleació primària front al creixement del cristalls. En alguns casos, aquesta sobresaturación local va ser tan elevada, provocada per la proximitat del punts d’entrada de reactius, que va ocasionar problemes de “fouling”. Aquest fenomen va provocar la disminució de l’eficiència de precipitació així com una major formació de fins, a més del problema d’embrutiment del reactor. Per consegüent, a l’hora d’aplicar el procés a escala industrial seria necessari prendre especial atenció al mode i lloc de descàrrega del reactius per optimizar el procés i reduir els problemes de “fouling”.
La presència de calci en les solucions precipitants va causar la formació d’una mescla d’estruvita i fosfat càlcic amorf, al mateix temps que es va observar una major pèrdua de fòsfor amb l’efluent al traballar amb elevades concentracions de calci en l’influent. S’obtingueren els mateixos resultats quan es va traballar amb els sobrenadants generats en la planta de digestió anaeròbia.
Al treballar amb els sobrenadants de la digestió, les eficiències obtingudes arribaren fins a valors del 95% per a l’eficiència de precipitació i del 87% per a l’eficiència de recuperació de fòsfor. Malgrat de ser l’estruvita el compost que es va formar majoritàriament, en tots els assaigs realitzats va precipitar alguna cosa de fosfat càlcic amorf i de calcita. L’aireació dels sobrenadants va permetre arribar a un pH d’operació en el reactor de 8,7 per desabsorció del CO2 dissolt en ells. L’algoritme de control desenvolupat va mostrar també la seua eficàcia quan l’ajust de pH es va realitzar mitjançant aireació en lloc de mitjançant l’addició de hidròxid sòdic. 
Per una banda, l’aireació va provocar una major pèrdua de fòsfor amb l’efluent encara que, per altra, va permetre obtindre una estruvita més neta de sòlids suspesos, el que facilitaria una posterior separació i neteja dels cristalls de estruvita formats.
Per últim, els cristalls obtinguts van presentar la morfologia típica tubular de l’estruvita. La principal diferència trobada entre els cristals formats a partir dels sobrenadants generats en una planta de digestió anaeròbia i els formats a partir d’una solució preparada al laboratori va ser l’absència d’aglomeració en els primers. En general, tampoc es va observar la formació de fines agulles allargades, sino d’una forma més rectangular pareguda a un trapezi. La presència d’impureses va mostrar tindre una gran influència en els cristalls obtinguts. 
El treball ací desenvolupat suposa una millor comprensió de la cristalització d’estruvita i ha permés concloure que es tracta d’un procés molt sensible a canvis en el pH, característiques dels sobrenadants, a la presència d’impureses i a una inadequada mescla inicial dels reactius. Per tot açò, una vegada establides les bases principals del procés de precipitació d’estruvita, s’espera que els resultats obtinguts en aquest treball de tesis servisquen de guia per a optimitzar el procés a escala industrial.