Dossier de premsa
Projecte TREVA:
Tecnologies per a la recuperació i valorització de
nutrients en el cicle de l’aigua
Amb la col·laboració de
L'Empresa Mixta Aigües de la Costa Brava
Catalan Water Partnership
TREVA, reutilització dels nutrients
de les aigües residuals o
contaminades
El projecte TREVA amb un pressupost total de 750.415,89 euros i cofinançat per ACCIÓ i els Fons Europeus FEDER té com a socis les empreses Inagua i ABM, membres dels Catalan Water Partnership, Bioma i Iberpotash.
TREVA ha desenvolupat tecnologies que aporten solucions eficients per a l’eliminació dels nutrients de l’aigua residual i de nitrats en l’aigua subterrània contaminada. D’altra banda, redueix el problema d’escassetat de recursos naturals a partir de la reutilització d’aquests nutrients eliminats de l’aigua subterrània i residual com a fertilitzants en l’agricultura i la jardineria.
La problemàtica dels nutrients
La principal problemàtica dels nutrients a nivell dels ecosistemes aquàtics d’aigua superficial i aigua costera és el fenomen d’eutrofització. L’eutrofització representa un desequilibri de la balança tròfica dels ecosistemes afavorint un creixement excessiu d’algues i espècies vegetals superiors com a resultat de la presència de nitrat i fosfat. El resultat final de l’eutrofització és l’anòxia de l’ecosistema afectant negativament a les poblacions animals. Aquest fenomen es produeix quan hi ha un excés de nitrat i fosfat a l’ecosistema, degut bàsicament a raons antropogèniques.
Pel què fa a la salut humana i considerant les fonts habituals d’aigua potable, el nutrient que presenta una problemàtica més important és el nitrat present en l’aigua subterrània, ja que a certes concentracions és nociu per a la salut humana.
L’alliberament de fòsfor i nitrogen al medi natural està limitat per normatives europees, espanyoles i catalanes per evitar el fenomen conegut com eutrofització que causa grans problemes ambientals a les masses d’aigua continentals.
Els sistemes actuals d’eliminació del
nitrogen i fòsfor d’aigües residuals
Els sistemes que habitualment s’utilitzen en estacions de depuració d’aigües residuals (EDAR) per l’eliminació del nitrogen i fòsfor bàsicament són sistemes biològics i/o físico-químics. El nitrogen és transformat a nitrat i/o nitrogen gas y el fòsfor és eliminat en forma de residu sòlid mitjançant processos biològics i/o físico-químics.
Les formes més habituals del nitrogen en les aigües residuals són el nitrogen orgànic, l’amoni i el nitrat. L’aigua subterrània afectada per les aportacions de nutrients procedents de l’agricultura i els residus ramaders sol presentar contaminació bàsicament de nitrats.
Pel què fa al fòsfor, les formes més habituals a les aigües residuals són l’ortofosfat (anomenat també fosfat), el polifosfat i el fòsfor orgànic. A diferència del nitrat, el fosfat utilitzat en la fertilització agrària no sol arribar a les aigües subterrànies i la seva presència sol tenir l’origen en les aigües residuals.
Actualment els principals processos utilitzats per eliminar el fòsfor de les aigües residuals són els tractaments fisicoquímics i en menys extensió, els processos biològics.
El tractament fisicoquímic consisteix en la precipitació química del fòsfor mitjançant l’adició de sals metàl·liques com el clorur de ferro, el sulfat d’alumini, els policlorurs d’alumini o l’hidròxid de calci induint a la formació de fosfats insolubles. El producte a utilitzar depèn de factors com el nivell de fòsfor en l’influent, la concentració de sòlids en suspensió, l’alcalinitat de l’aigua, el cost econòmic dels productes químics utilitzats i les instal·lacions de tractament de fangs de les que es disposa, entre d’altres.
El procés biològic consisteix en acumular el fòsfor en forma de polifosfats en la biomassa bacteriana i eliminar-lo a través dels llots. El fang biològic produït en el procés és eliminat periòdicament del sistema mitjançant la purga de llots.
Per a l’eliminació dels nutrients en base a nitrogen de les aigües residuals, el procés més utilitzat és el procés biològic que inclou les etapes de nitrificació i desnitrificació. El nitrogen orgànic és inicialment hidrolitzat a amoni pels mateixos microorganismes. A partir de l’amoni, l’acció dels bacteris nitrificants produeix nitrat en
condicions de presència d’oxigen. Aquest és convertit posteriorment a nitrogen gas pels bacteris desnitrificants en condicions anòxiques (absència d’oxigen) que és alliberat a l’atmosfera.
Pel tractament del nitrat contingut en l’aigua subterrània s’utilitzen principalment dues tecnologies, el tractament biològic i l’osmosi inversa. Tot i que també s’han utilitzat les resines de bescanvi iònic i l’oxidació química.
El tractament biològic consisteix en el mateix procés que el descrit per l’aigua residual. Els microorganismes desnitrificants converteixen el nitrat a nitrogen gas en condicions d’absència d’oxigen i presència de matèria orgànica. Degut a que el contingut en matèria orgànica de l’aigua subterrània és molt baix, aquesta suposa un reactiu que s’ha d’afegir en el procés.
El tractament per membranes mitjançant l’osmosi inversa consisteix en separar la major part dels compostos continguts en l’aigua. Aquesta separació té lloc gràcies a la presència d’una membrana semipermeable i a la pressió hidràulica exercida en el sistema. Per tant, el nitrat és eliminat de l’aigua subterrània juntament amb la resta d’ions. Els principals inconvenients d’aquesta tecnologia són els requeriments energètics, la necessitat de pre- i post- tractament de l’aigua i la generació d’un corrent concentrat d’ions que ha de ser gestionat com a residu.
En la major part d’aquests processos no es recupera el nutrient eliminat de l’aigua residual. En el projecte TREVA s’han desenvolupat tractaments amb rendiment similar als convencionals que permeten la recuperació dels nutrients per al seu ús com a fertilitzant, reduint l’impacte ambiental global associat al tractament de l’aigua i obrint les portes a nous models de negoci basats en la reutilització d’aquests nutrients.
Tecnologies desenvolupades en el projecte
TREVA
En el projecte TREVA s’han desenvolupat tres tractaments per a la recuperació de nutrients amb el suport de Fundació CTM Centre Tecnològic.
Recuperació de fòsfor per cristal·lització d’estruvita
L’estruvita és un mineral cristal·lí de color blanc format per magnesi, amoni i fosfat. En sistema de tractament convencionals d’aigües residuals s’ha observat precipitació espontània d’estruvita en els casos que les aigües presenten un elevat contingut de fòsfor i amoni soluble. En el projecte TREVA s’ha desenvolupat un dispositiu capaç de recuperar el fòsfor procedent de les aigües residuals mitjançant la cristal·lització d’estruvita. Aquesta estruvita es pot aplicar al camp com a fertilitzant substitut del fòsfor d’origen mineral. El sistema l’han desenvolupat les empreses ABM i INAGUA i ha estat provat a l’EDAR de Blanes gràcies a la col·laboració de l'Empresa Mixta Aigües de la Costa Brava.
Aquest sistema requereix l’addició de magnesi per a la cristal·lització d’estruvita. Dins del projecte TREVA s’ha demostrat la viabilitat d’utilitzar un subproducte procedent de l’empresa IBERPOTASH com a font de magnesi per a l’obtenció d’estruvita. La capacitat de fertilització de l’estruvita obtinguda s’ha demostrat mitjançant assaigs controlats de creixement d’enciams.
Contactes: Narcís Pi (npi@abmjg.com)
Albert Cañada (albertcanada@inagua.com) Irene Jubany (irene.jubany@ctm.com.es)
Descontaminació d’aigües subterrànies contaminades amb nitrats El segon tractament desenvolupat és un sistema de potabilització d’aigües subterrànies contaminades amb nitrats basat en resines d’intercanvi iònic i processos de regeneració avançats.
En aquest cas, es tracta d’un procés desenvolupat per l’empresa BIOMA. La innovació recau en l’extracció del nitrat amb un regenerant amb característiques aptes per a la seva aplicació en camp, a diferència dels processos convencionals que utilitzen salmorres que no es poden fer servir com a fertilitzant i requereixen una gestió cara i complicada que limita l’aplicació d’aquest tipus de solucions. El sistema ha estat provat en camp per tractar les aigües subterrànies de Vilassar de Dalt.
Contactes: Jordi Arellano (arellano@biomagroup.com) Xavier Martinez (xavier.martinez@ctm.com.es)
Adsorbents selectius de fòsfor
En aquest cas, el sistema desenvolupat per l’empresa ABM es basa en l’aplicació d’un material amb una elevada selectivitat i capacitat d’adsorció de fòsfor. És similar a l’anterior però en aquest cas reté el fòsfor enlloc del nitrat. El fòsfor retingut es pot recuperar mitjançant una solució regenerant. El producte obtingut és una solució de sosa càustica molt rica en fòsfor el qual es pot recuperar amb un procés posterior de separació. La gran avantatge es que es pot implementar en sistemes petits sense haver de fer grans inversions. Un cop esgotat el material, se substitueix per un de nou.
Contactes: Narcís Pi (npi@abmjg.com)
Xavier Martinez (xavier.martinez@ctm.com.es)
