Eliminación de fósforo de aguas servidas mediante tecnologías convencional y no convencional: una aproximación desde balance de materia.

Abstract

El fósforo (P) es un elemento químico esencial en la naturaleza y el cuerpo humano ya que forma parte de tejidos, huesos e inclusive del ADN, ARN. En el ecosistema la principal reserva de P proviene de la roca fosfato, siendo un recurso finito. Existe disponibilidad limitada de este recurso debido a la creciente demanda y extracción para diferentes usos. actividades como la agricultura, urbana e industrial contribuyen en el aporte de grandes cantidades de nutrientes como nitrógeno y fósforo los que se depositan finalmente en las aguas, aumentando la carga de nutrientes y generando proceso de eutrofización que es una problemática ambiental. El sistema de tratamiento de aguas servidas (AS) recolecta aguas residuales provenientes de diversas actividades con el fin de depurar y eliminar contaminantes presentes que puedan generar daño al ecosistema receptor. La composición de fósforo presente en las AS se representa por fósforo total (PT) y aproximadamente el 70% se encuentra como fósforo inorgánico (PO4 -3 ) y 30% como fósforo orgánico (Po). El tratamiento de AS consiste en una etapa primaria físico-químico, etapa secundaria de tipo biológica y etapa terciaria de desinfección. En la actualidad el sistema convencional de lodos activados (LA) son los más utilizados para la eliminación biológica de contaminantes presentes en AS. Por otro lado, existen sistemas de tratamientos no convencionales como los humedales construidos (HC) que son sistemas naturales, donde se utiliza la vegetación, suelo y bacterias presentes para tratar residuos líquidos como AS. Además, son una opción ambiental y económica debido a que simulan procesos que ocurren en la naturaleza de forma espontánea. Poseen optimas características en su capacidad de depuración y producción de aguas de buena calidad, no requieren altos costos en construcción, mantenimiento, operación y además no requieren de personal capacitado para su mantenimiento El objetivo de este trabajo es evaluar la eliminación de fósforo de aguas servidas mediante tecnologías convencional y no convencional: una aproximación desde balances de materia. En este contexto el estudio se realizó en la planta de tratamiento de aguas servidas (PTAS) perteneciente a la empresa ESSBIO S.A. ubicada en la comuna de Hualqui, provincia de Concepción, en la región de Biobío. La planta LA trabaja en modalidad aireación extendida diseñada para una población de 19.194 habitantes (caudal medio de 6394 m3/d). Mientras que el sistema piloto del HC consta de 4 celdas de flujo subsuperficial con área de 4,5 m2 y para un caudal medio de 0,120 m3/d. Se realizó toma de muestra en cada etapa del tren de tratamiento de ambos sistemas para su posterior análisis en cuanto a eficiencias de eliminación de fósforo en sus diferentes formas. Como principales resultados obtenidos en la investigación, las cargas de PT que ingresa a ambos sistemas fue de 66,0 kgPT/d y 1,77 kgPT/d respectivamente. Mediante tratamiento el LA eliminó una carga de 21,7 kgPT/d en el efluente. Mientras que en la corriente de purga de una carga de 9,2 kgPT/d en los lodos. Por otro lado, el tratamiento HC eliminó una carga de 0,116 kgPT/d en el efluente de proceso. En cuanto a eficiencias de eliminación de PT en ambos sistemas de tratamiento. El sistema convencional de lodos activados fue más eficaz en la eliminación de PT alcanzando un 59,9%. mientras que en el sistema HC la eficiencia de eliminación de PT alcanzo un 15,8%. Sin embargo, en ambos sistemas de tratamiento se obtuvo mayor concentración y eliminación de PO4 -3 en el efluente de proceso. Forma de fósforo biodisponible para generar proceso de eutrofización en el medio receptor.