Dosier Treva

Dossier de prensa
Proyecto TREVA:
Tecnologías para la restauración y valorización de
nutrientes en el ciclo del agua
Abril 2015
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TREVA,
reutilización
de
los
nutrientes de las aguas residuales o
contaminadas
El proyecto TREVA, con un presupuesto total de 750.415,89 euros y
cofinanciado por ACCIÓ y los Fondos Europeos FEDER, ha sido
desarrollado por la Fundació CTM Centre Tecnològic, integrada a
Eurecat (miembro de la red TECNIO), y tiene como socios las
empresas Inagua, ABM, Bioma e Iberpotash.
TREVA ha desarrollado tecnologías que aportan soluciones
eficientes para la eliminación de los nutrientes del agua residual y
de nitratos en el agua subterránea contaminada. Por otro lado,
reduce el problema de escasez de recursos naturales a partir de la
reutilización de estos nutrientes eliminados del agua subterránea y
residual como fertilizantes en la agricultura y la jardinería.
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La problemática de los nutrientes
La principal problemática de los nutrientes a nivel de los
ecosistemas acuáticos de agua superficial y de agua costera es el
fenómeno de eutrofización. La eutrofización representa un
desequilibrio de la balanza trófica de los ecosistemas que favorece
un crecimiento excesivo de algas y de especies vegetales
superiores como resultado de la presencia de nitrato y fosfato. El
resultado final de esta eutrofización es la anoxia del ecosistema que
afecta negativamente a las poblaciones animales. Este fenómeno
se produce cuando hay un exceso de nitrato y de fosfato en el
ecosistema, a causa de básicamente de razones antropogénicas.
En lo que hace referencia a la salud humana y considerando las
fuentes habituales de agua potable, el nutriente que presenta una
problemática más importante es el nitrato presente en el agua
subterránea, ya que en ciertas concentraciones es nocivo.
La liberación de fósforo y de nitrógeno en el medio natural está
limitada por normativas europeas, españolas y catalanas para evitar
el fenómeno conocido como eutrofización que causa grandes
problemas ambientales a las masas de agua continentales.
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Los sistemas actuales de eliminación
del nitrógeno y fósforo de las aguas
residuales
Los sistemas que habitualmente se utilizan en estaciones de
depuración de aguas residuales (EDAR) para la eliminación del
nitrógeno y del fósforo básicamente son sistemas biológicos y/o
físico-químicos. El nitrógeno es transformado en nitrato y/o
nitrógeno gas y el fósforo es eliminado en forma de residuo sólido
mediante procesos biológicos y/o físico-químicos.
Las formas más habituales del nitrógeno en las aguas residuales
son el nitrógeno orgánico, el amonio y el nitrato. El agua
subterránea afectada por las aportaciones de nutrientes procedente
de la agricultura y de los residuos ganaderos suele presentar
contaminación básicamente de nitratos.
En referencia al fósforo, las formas más habituales en las aguas
residuales son el ortofosfato (denominado también fosfato), el
polifosfato y el fósforo orgánico. A diferencia del nitrato, el fosfato
utilizado en la fertilización agraria no suele llegar a las aguas
subterráneas y su presencia suele tener el origen en las aguas
residuales.
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Actualmente los principales procesos utilizados para eliminar el
fósforo de las aguas residuales son los tratamientos fisicoquímicos
y en menos extensión, los procesos biológicos.
El tratamiento físico-químico consiste en la precipitación química del
fósforo mediante la adición de sales metálicas como el cloruro de
hierro, el sulfato de aluminio, los policloruros de aluminio o el
hidróxido de calcio induciendo a la formación de fosfatos insolubles.
El producto se debe utilizarse depende de factores como el nivel de
fósforo en el influyente, la concentración de sólidos en suspensión,
la alcalinidad del agua, el coste económico de los productos
químicos utilizados y las instalaciones de tratamiento de barros
disponibles, entre otros.
El proceso biológico consiste en acumular el fósforo en forma de
polifosfatos en la biomasa bacteriana y eliminarlo a través de los
lodos. El barro biológico producido en el proceso es eliminado
periódicamente del sistema mediante la purga de lodos.
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Para la eliminación de los nutrientes en base a nitrógeno de las
aguas residuales, el proceso más utilizado es el proceso biológico
que incluye las etapas de nitrificación y desnitrificación. El nitrógeno
orgánico es inicialmente hidrolizado a amonio por los mismos
microorganismos. A partir del amonio, la acción de las bacterias
nitrificantes produce nitrato en condiciones de presencia de
oxígeno. Éste es convertido posteriormente a nitrógeno gas por las
bacterias desnitrificantes en condiciones anóxicas (ausencia de
oxígeno)
que
es
liberado
a
la
atmósfera.
Para el tratamiento del nitrato contenido en el agua subterránea se
utilizan principalmente dos tecnologías: el tratamiento biológico y la
osmosis inversa. A pesar de que también se han utilizado las
resinas de canje iónico y la oxidación química.
El tratamiento biológico consiste en el mismo proceso que el
descrito por el agua residual. Los microorganismos desnitrificantes
convierten el nitrato a nitrógeno gas en condiciones de ausencia de
oxígeno y presencia de materia orgánica. Por el hecho que el
contenido en materia orgánica del agua subterránea es muy bajo,
esta supone un reactivo que se debe añadir en el proceso.
El tratamiento por membranas mediante la ósmosis inversa consiste
en separar la mayor parte de los compuestos contenidos en el
agua. Esta separación tiene lugar gracias a la presencia de una
membrana semipermeable y a la presión hidráulica ejercida en el
sistema. Por lo tanto, el nitrato es eliminado del agua subterránea
junto con el resto de iones. Los principales inconvenientes de esta
tecnología son los requerimientos energéticos, la necesidad de prey post-tratamiento del agua y la generación de una corriente
concentrada de iones que tiene que ser gestionado como residuo.
En la mayor parte de estos procesos no se recupera el nutriente
eliminado del agua residual. En el proyecto TREVA se han
desarrollado tratamientos con rendimiento similar a los
convencionales que permiten la recuperación de los nutrientes para
su uso como fertilizante, reduciendo el impacto ambiental global
asociado al tratamiento del agua y abriendo puertas a nuevos
modelos de negocio basados en la reutilización de estos nutrientes.
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Tecnologías desarrolladas en el proyecto TREVA
En el proyecto TREVA se han desarrollado tres tratamientos para la
recuperación de nutrientes con el apoyo de la Fundación CTM
Centre Tecnològic:
Recuperación de fósforo por cristalización de estruvita
La estruvita es un mineral cristalino de color blanco formado por
magnesio, amonio y fosfato. En sistemas de tratamiento
convencional de aguas residuales se ha observado precipitación
espontánea de estruvita en los casos en que las aguas presentan
un elevado contenido de fósforo y amonio soluble. En el proyecto
TREVA se ha desarrollado un dispositivo capaz de recuperar el
fósforo procedente de las aguas residuales mediante cristalización
de estruvita. Esta estruvita se puede aplicar al campo como
fertilizante sustituto del fósforo de origen mineral. El sistema lo han
desarrollado las empresas ABM e INAGUA y ha sido probado en la
EDAR de Blanes gracias a la colaboración de la Empresa Mixta
Aguas de la Costa Brava.
Este sistema requiere la adición de magnesio para la cristalización
de estruvita. Dentro del proyecto TREVA, se ha demostrado la
viabilidad de utilizar un subproducto procedente de la empresa
IBERPOTASH como fuente de magnesio para la obtención de
estruvita. La capacidad de fertilización de la estruvita obtenida se ha
demostrado mediante ensayos controlados de crecimiento de
lechugas.
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Contactes:
Narcís Pi (npi@abmjg.com)
Albert Cañada (albertcanada@inagua.com)
Irene Jubany (irene.jubany@ctm.com.es)
Descontaminación de aguas subterráneas contaminadas con
nitratos
El segundo tratamiento desarrollado es un sistema de potabilización
de aguas subterráneas contaminadas con nitratos basado en
resinas de intercambio iónico y procesos de regeneración
avanzados.
En este caso, se trata de un proceso desarrollado por la empresa
BIOMA. La innovación recae en la extracción del nitrato con un
regenerante con características aptas para su aplicación en campo,
a diferencia de los procesos convencionales que utilizan salmueras
que no se pueden usar como fertilizante y requieren una gestión
cara y complicada que limita la aplicación de este tipo de
soluciones. El sistema ha sido probado en campo para tratar las
aguas subterráneas de Vilassar de Dalt.
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Contactes:
Jordi Arellano (arellano@biomagroup.com)
Sílvia Juncà (sjunca@biomagroup.com)
Xavier Martinez (xavier.martinez@ctm.com.es)
Absorbentes selectivos de fósforo
En este caso, el sistema desarrollado por la empresa ABM se basa
en la aplicación de un material con una elevada selectividad y
capacidad de adsorción de fósforo. Es similar al anterior pero en
este caso retiene el fósforo en vez del nitrato. El fósforo retenido se
puede recuperar mediante una solución regenerante. El producto
obtenido es una solución de sosa cáustica muy rica en fósforo el
cual se puede recuperar con un proceso posterior de separación. La
gran ventaja es que se puede implementar en sistemas pequeños
sin tener que hacer grandes inversiones. Una vez agotado el
material, se sustituye por uno de nuevo.
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Contactes:
Narcís Pi (npi@abmjg.com)
Xavier Martinez (xavier.martinez@ctm.com.es)
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