Estudio del transporte de fosfatos en sistemas de electrodiálisis para su aplicación en la recuperación de agua y fósforo a partir de efluentes

Abstract

[ES] El agua es un recurso indispensable para la vida, por ello es de vital importancia el suministro de agua potable a pueblos y ciudades. También será necesario el tratamiento de aguas residuales generadas en las zonas urbanas e industriales. Mediante el tratamiento se consigue que el agua vuelva a ser apta para su consumo o para su vertido al medio, además de recuperar algunos componentes que puedan estar presentes y que sean de utilidad. Este es el ejemplo del fósforo, un elemento que, al igual que el agua, es fundamental para el desarrollo de plantas y seres vivos. Las reservas de roca fosfórica, debido a su explotación para la fabricación de fertilizantes, se están agotando. Estas reservas tardan millones de años a regenerarse, y en la actualidad se estima que, a las reservas existentes, les quedan entre 50 y 100 años de vida. Por tanto, es necesario optimizar el consumo de roca fosfórica y desarrollar métodos de recuperación de fosfatos a partir de residuos que años atrás se desechaban, cuyo contenido en este compuesto es elevado. La electrodiálisis es un proceso electroquímico que consiste en la aplicación de un campo eléctrico para producir el transporte de iones a través de membranas de intercambio iónico y conseguir así su separación de una disolución. Tiene un papel fundamental en el tratamiento de aguas, por su utilización en la desalinización de aguas salobres o en la recuperación de sales metálicas, ácidos y bases a partir de las aguas residuales. En este Trabajo de Fin de Grado se estudia el transporte de fosfatos a través de membranas de intercambio iónico en un sistema de electrodiálisis, para su posterior aplicación en la recuperación de agua y de fosfatos a partir de efluentes.

[CA] L’aigua és un recurs indispensable per a la vida, i per aquest motiu és de vital importància el subministre d’aigua potable als pobles i ciutats. També serà necessari el tractament de les aigües residuals generades en les zones urbanes e industrials. Mitjançant el tractament s’aconsegueix que l’aigua torne a ser apta per al consum o per al seu abocament al medi, a més de recuperar alguns compostos que puguen estar presents i que siguen d’utilitat. Aquest és l’exemple del fòsfor, un element que, així com l’aigua, és fonamental per al desenvolupament de les plantes i dels éssers vius. Les reserves de roca fosfòrica, degut a la seua explotació per a la fabricació de fertilitzants, s’estan esgotant. Aquestes reserves tarden milions d’anys a regenerar-se, i en l’actualitat s’estima que, a les reserves existents, els queden entre 50 i 100 anys de vida. Per tant, és necessari optimitzar el consum de roca fosfòrica i desenrotllar mètodes de recuperació de fosfats a partir de residus que anys enrere es rebutjaven, els quals tenen un contingut elevat d’aquest compost. L’electrodiàlisi és un procés electroquímic que consisteix en l’aplicació d’un camp elèctric per a produir el transport de ions a través de membranes d’intercanvi iònic i aconseguir així la seua separació d’una dissolució. Te un paper fonamental en el tractament d’aigües, per la seua utilització en la dessalinització d’aigües salobres o en la recuperació de sals metàl·liques, àcids i bases a partir d’aigües residuals. En aquest Treball de Fi de Grau s’estudia el transport de fosfats a través de membranes d’intercanvi iònic en un sistema d’electrodiàlisi, per a la seua posterior aplicació en la recuperació d’aigua i de fosfats a partir d’efluents.

[EN] Water is an essential resource for life, and because of that is of high importance the supply of drinkable water to towns and cities. It is also necessary the treatment of wastewaters generated at urban and industrial areas. Through the treatment of these effluents, potable water and water suitable for its disposal to the environment is achieved, in addition to the recovery of components that can be of high utility. This is the example of phosphorus, an element which, as water, is fundamental for the development of plants and living beings. A depletion of phosphate rock reserves is happening due to its mining for the production of fertilizers. These reserves take millions of years to regenerate, and it is estimated that they will become exhausted in within 50-100 years. Therefore, it is necessary to optimize the consumption of phosphate rock and develop new phosphate recovery methods from waste, which can have a high content of this compound. Electrodialysis is an electrochemical process that consists on the application of an electric field to promote the transport of ions through ion exchange membranes, producing a concentrated and a diluted solution. Because of its use in water desalination and in the recovery of metallic salts, acids and bases from wastewaters, electrodialysis has a major role on wastewater treatment. In this TFG, the transport of phosphates through ion exchange membranes in an electrodialysissystem is studied, for its further application on the recovery of water and phosphates from effluents.