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Aina Soler Jofra, Mª Mar Micó Reche, Alba López Buján Departamento de Innovación del Negocio de Agua de ACCIONA | Innovation Department of the Water Business of ACCIONA
EDAR gestionada por Aguas de Burgos y operada por Acciona | WWTP in Spain managed by Aguas de Burgos and operated by Acciona
El problema de la escasez de fósforo en Europa
El fósforo (P) es un elemento que juega un papel fundamental en la producción alimentaria y en la industria química. Este elemento es utilizado, sobre todo, como macronutriente en la formulación de fertilizantes y para alimentación animal. Dentro del sector industrial, se destina mayormente a la fabricación de detergentes y limpiadores, seguido por su uso en el tratamiento de metales, tratamiento del agua y en la composición de pastas dentales. Otros productos que albergan cantidades significativas de fósforo incluyen retardantes de llama, rellenos de extintores y baterías de litio.
Al tratarse de un elemento tan empleado, a medida que la población mundial aumenta, la demanda de fósforo también lo hace. Sin embargo, este elemento se obtiene casi exclusivamente mediante la extracción de roca fosfórica, cuyas reservas son finitas. Además, estas reservas se encuentran principalmente en países del Norte de África y Oriente Medio, lo que hace que la Unión Europea tenga una fuerte dependencia de las importaciones de roca fosfórica.
La mencionada creciente demanda de fósforo, combinada con su agotamiento acelerado, destaca la urgencia de abordar en la obtención de fósforo alternativo bajo prácticas sostenibles.
Tecnologías existentes para la recuperación de fósforo en sistemas de tratamiento de agua
Puesto que las reservas de fósforo son limitadas e irremplazables, y dado que Europa carece de una fuente interna de fósforo, urge buscar tecnologías innovadoras y sostenibles que ayuden a incrementar la disponibilidad de este elemento.
Las principales fuentes alternativas de obtención de fósforo serían aquellas con un alto contenido en este elemento. Entre ellas y en el ámbito del tratamiento de agua, destacan las aguas residuales y los lodos de depuradora. Desarrollar tecnologías que aprovechen o extraigan el fósforo de estas fuentes para su posterior reutilización es una solución muy prometedora. Sin embargo, hasta el momento los métodos disponibles actualmente para la recuperación o el aprovechamiento de fósforo en el sector presentan costes elevados y/o una eficacia limitada, lo que dificulta su aplicación práctica. A grandes rasgos los métodos actuales de recuperación se pueden clasificar según si el fósforo es recuperado de la corriente de agua o de los lodos:
Recuperación de fósforo de corrientes acuosas: estruvita e intercambio iónico
La precipitación de estruvita es un proceso utilizado en plantas de tratamiento de aguas residuales donde se promueve la reacción entre iones de fosfato, amonio y magnesio en condiciones específicas de pH y temperatura, permitiendo la recuperación eficiente de estos nutrientes en forma sólida. La estruvita precipitada se separa del agua residual, y una vez recuperada, puede ser utilizada como un valioso fertilizante, a su vez reduce la concentración de fósforo en la descarga y los posibles problemas operacionales derivados de su precipitación descontrolada. La principal limitación de la estruvita es que necesita que la eliminación biológica de fósforo (EBPR, en inglés) este implantada en la depuradora y que haya digestión anaeróbica de los lodos, ya que el proceso de precipitación de estruvita se realiza comúnmente en las aguas de la deshidratación de los lodos de la digestión anaerobia. Además, es dependiente de la adición de magnesio, un químico que no forma parte de la operación normal de las EDARs. Por otro lado, la eficiencia del proceso de recuperación de fósforo en forma de estruvita se encuentra tan solo entre el 10-50% del fósforo entrante en la EDAR.
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