Estudio de revalorización de fango producido en potabilizadoras como material adsorbente de fósforo en humedales artificiales

Abstract

[ES] El aumento del crecimiento de la población durante las últimas décadas ha dado lugar a un aumento no solo de las necesidades de agua potable de la población, sino también a un aumento del caudal de agua residual y los residuos producidos en el tratamiento del agua. Este es el motivo por el cual se está buscando nuevas tecnologías que permitan un aprovechamiento o disminución de los residuos generados en estaciones de tratamiento de agua. El presente trabajo tiene como finalidad el estudio de la revalorización de un fango rico en aluminio generado en estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP), como material adsorbente de fósforo en estaciones de depuraciones de aguas residuales compuestas de humedales artificiales. Pueden dividir en dos fases: estudio de la carga de agua residual y estudio de la regeneración del material. Los experimentos de carga de agua residual se realizan en una columna de lecho fijo en flujo discontinuo obteniendo porcentajes de eliminación de fósforo que varían desde un 99% (a bajos porcentajes de saturación) a un 34% de adsorción (a altos porcentajes de saturación). Esta columna de adsorción no sólo es capaz de eliminar fósforo, también permite la remoción de nitrógeno inorgánico disuelto (NID), que alcanza valores situados en torno a un 41%. La posible liberación de fósforo durante episodios de lluvias no implica mayor riesgo que el propio efluente de la columna, constituyendo tan sólo un 0,2% del fósforo adsorbido durante el tiempo de operación. Además, la liberación de aluminio no supone riesgo para el medio receptor, ya que su concentración es considerablemente inferior al límite establecido por la legislación para agua potable (0,2 mg Al/L). Los experimentos de regeneración se basan en la determinación de la capacidad de desorción del fango utilizando para ello: ácido sulfúrico, bicarbonato sódico o agua del grifo. Tan sólo el bicarbonato sódico y el ácido sulfúrico presentaron liberación de fósforo, aunque también lo hicieron de aluminio. En definitiva, se verifica la validez de este material adsorbente de fósforo en humedales artificiales, contribuyendo, de esta manera, a la mejora de la calidad de las aguas y, por tanto, la consecución del Objetivo de Desarrollo sostenible (ODS) relativo a agua limpia y saneamiento.

[EN] Increased population growth over the past decades has led to an increase not only in the population's drinking water needs, but also an increase in the flow of wastewater and waste produced in water treatment. This is the reason why new technologies are being sought that allow a use or reduction of the waste generated in water treatment plants. The purpose of this study is to study the revaluation of a sludge rich in aluminium generated in drinking water treatment plants (DWTP), as a phosphorus adsorbent material in wastewater treatment plants made up of constructed wetlands. They can be divided into two phases: study of the residual water load and study of the regeneration of the material. The residual water loading experiments are carried out in a discontinuous flow fixed bed column obtaining phosphorus removal percentages that vary from 99% (at low saturation percentages) to 34% adsorption (at high saturation percentages). This adsorption column is not only capable of removing phosphorus, it also allows the removal of dissolved inorganic nitrogen (DIN), which reaches values of around 41%. The possible release of phosphorus during rainy episodes does not imply a greater risk than the effluent from the column itself, constituting only 0,2% of the phosphorus adsorbed during the operating time. Furthermore, the possible release of aluminium does not imply a risk to the receiving environment, since its concentration is considerably lower than the limit established by the Spanish legislation for drinking water (0,2 mg Al / L). Regeneration experiments are based on the determination of the sludge desorption capacity using sulfuric acid, sodium bicarbonate or tap water. Only sodium bicarbonate and sulfuric acid released phosphorus, although they also released aluminium. In short, the validity of this phosphorus adsorbent material in constructed wetlands is verified, thus contributing to the improvement of water quality and, therefore, the achievement of the Sustainable Development Goal related to clean water.