Diseño de una planta de 60 m3/día para la recuperación de nitrógeno de una sub-corriente de fangos de depuración procedentes de depuradoras de aguas residuales urbanas mediante contactores de membrana

Abstract

[ES] Las tecnologías actualmente utilizadas en el tratamiento de los fangos procedentes de depuradoras de aguas residuales urbanas (concentración y digestión seguida de centrifugación, principalmente) producen un residuo líquido (llamado ¿escurrido de centrífuga¿) con altas concentraciones de nutrientes (fósforo y nitrógeno) que es enviado de nuevo a cabecera de planta, lo cual genera inconvenientes como el aumento de las necesidades de oxígeno, y por consiguiente del coste en el proceso de depuración por fangos activos. En este TFM se diseña un proceso para recuperar el nitrógeno presente en el escurrido de centrífuga, procedente de la deshidratación mecánica de fango digerido anaeróbicamente, con vistas a su posterior reutilización en la fabricación de fertilizantes. En el proceso se recupera el nitrógeno amoniacal mediante contactores de membrana, empleando ácidos fuertes para capturar el amoniaco en forma de sales de amonio. De esta forma el sistema cumple un doble objetivo, eliminando una sustancia considerada contaminante tanto para las aguas como para el aire como es el amoniaco, transformándolo en un producto de cierto valor añadido como las sales de amonio que pueden ser empleadas como fertilizante.

[CA] Les tecnologies actualment utilitzades en el tractament dels fangs procedents de depuradores d'aigües residuals urbanes (concentració i digestió seguida de centrifugació, principalment) produeixen un residu líquid (anomenat "escorregut de centrífuga") amb altes concentracions de nutrients (fòsfor i nitrogen) que és enviat de nou a capçalera de planta, la qual cosa genera inconvenients com l’augment de les necessitats d'oxigen, i per tant de cost en el procés de depuració per fangs actius. En aquest TFM es dissenya un procés per recuperar el nitrogen present en el escorregut de centrífuga, procedent de la deshidratació mecànica de fang digerit anaeròbicament, amb vista a la seva posterior reutilització en la fabricació de fertilitzants. En el procés es recupera el nitrogen amoniacal mitjançant contactors de membrana, emprant àcids forts per capturar l'amoníac en forma de sals d'amoni. D'aquesta manera el sistema compleix un doble objectiu, eliminant una substància considerada contaminant tant per a les aigües com per l'aire com és l'amoníac, transformant-lo en un producte de cert valor afegit com les sals d'amoni que poden ser emprades com a fertilitzant.

[EN] Technologies currently used for sludge treatment from urban wastewater treatment plants (concentration and digestion followed by centrifugation), produce a liquid residue (called ¿centrate¿) with high concentrations of nutrients (phosphorous and nitrogen). That residue is sent back to the plant head, this generates some inconveniences, increasing the oxygen needs, and therefore the costs in active sludge purification process. In this Master thesis a process for nitrogen recuperation from the centrate is dessigned with a view to its reuse in the manufacture of fertilizers. In this process ammoniacal nitrogen is recovered using membrane contactors, with strong acids to capture the ammonia in the form of ammonium salts. In this way, the system fulfills a double objective, eliminating a substance considered to be a pollutant for both water and air, such as ammonia, transforming it into a product with a certain added value such as ammonium salts that can be used as fertilizer.