Eliminació de nitrogen mitjançant la tecnologia ELAN® i la tecnologia de stripping

Aqualia avalua els resultats dels dos sistemes innovadors d'eliminació de nitrogen implantats en el prototip UMBRELLA

Reducció de N-NH₄ en assaig de stripping a 35, 45 i 55ºC. Cabal d'aire = 300 Sm³/h. Cabal de recirculació = 0,8-1,0 m³/h. | Aqualia

Les fraccions líquides procedents del tractament de residus urbans solen presentar elevades concentracions de nitrogen en forma d'amoni (NH₄) que, en el cas de l'Ecoparc 2 (Montcada i Reixac, Barcelona), arriben a 5 g N/L. Aquest compost ha de ser eliminat abans d'arribar al medi natural ja que provoca eutrofització.

En el projecte LIFE Methamorphosis, Aqualia lidera una acció encaminada a avaluar dos tractaments d'eliminació de nitrogen d'una manera innovadora i, sobre tot, eficient, si es compara amb el sistema més àmpliament utilitzat en les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARS): la nitrificació – desnitrificació convencional (N-DN).

1. El primer tractament a avaluar és la tecnologia ELAN® (acrònim d'ELiminació Autòtrofa de Nitrogen), sistema patentat per Aqualia (EP2740713 A1) i basat en el desenvolupament de biomassa granular.

El procés ELAN® consumeix menys de la meitat d'energia que la consumida pel sistema convencional N-DN. A més, no requereix de matèria orgànica biodegradable i la producció de fang en excés és pràcticament nul·la.
El licor procedent del digestat de l'Ecoparc 2 presenta algunes condicions adequades per ser tractat mitjançant el procés ELAN®, doncs es troba a temperatures al voltant dels 35ºC i baixes proporcions carboni/nitrogen.
Previ al ELAN®, el Bioreactor de Membranes Anaerobi (AnMBR) del prototip UMBRELLA elimina la matèria en suspensió així com una bona part de la matèria orgànica soluble. De no ser eliminades, aquestes fraccions interferirien en el procés Anammox posterior o dificultarien l'operació amb el fang granular de la tecnologia ELAN®.
Un cop escalfat el reactor a 35ºC i reinocular amb biomassa granular Anammox, el reactor ELAN® del UMBRELLA està llest per començar a ser alimentat durant el mes d'abril.

2. El segon tractament a avaluar és el procés fisicoquímic de stripping, el qual consisteix en un arrossegament d'amoni mitjançant una corrent d'aire. Es tracta d'un tractament senzill i especialment adequat per a corrents amb elevades concentracions d'amoni, elevades temperatures i elevats valors de pH. L'efluent del digestat presenta un pH al voltant de 8,0; un valor insuficient per obtenir rendiments satisfactoris mitjançant stripping. Tot i així, en un procés discontinu, la pròpia aireació utilitzada en el procés provoca l'eliminació d'alcalinitat, el que fa incrementar el pH sense necessitat d'addicionar reactius químics alcalinitzants.

A l'UMBRELLA s'ha incorporat una torre de stripping amb la qual realitzar assajos en discontinu a diverses temperatures. Utilitzant el permeat de l'AnMBR, els resultats a data d'avui són prometedors: a 55ºC, després de 6h de recirculació, s'aconsegueix eliminar el 69% de l'amoni inicial. L'amoníac arrossegat en la corrent d'aire pot ser fàcilment precipitat en una trampa d'àcid sulfúric, generant un fertilitzant (sulfat amònic) que pot ser emprat en agricultura, convertint-se en un bon exemple d'economia circular.