Recuperació del fòsfor en corrents interns del cicle urbà de l'aigua

Abstract

El fòsfor és un element essencial per a qualsevol forma de vida. Tanmateix es tracta d'un recurs limitat del qual no n'és possible el manteniment del nivell d'extracció actual durant un període llarg de temps. A més a més, l'excés d'aquest nutrient al medi pot provocar greus problemes com l'eutrofització i és per aquestes raons que cal el desenvolupament de noves tècniques d'eliminació i/o recuperació del fòsfor de les aigües residuals. L'eliminació del fòsfor es duu a terme principalment mitjançant processos químics o biològics en les estacions depuradores d'aigües residuals i la seva recuperació es pot fer mitjançant la precipitació d'Hidroxiapatita, un fosfat de calci que pot ser reutilitzat com a matèria prima de la indústria dels fertilitzants. El calci és un element essencial en el procés de recuperació del fòsfor. S'obté de les estacions de tractament d'aigua marina mitjançant processos de destil·lació o per membranes (osmosi inversa, nanofiltració, ultrafiltració i/o electrodiàlisi). La salmorra que s'obté d'aquests tractaments presenta un elevat contingut de calci que pot ser abocat al mar altra vegada o bé ser aprofitat, per exemple, per a la precipitació d'Hidroxiapatita. En el present projecte, s'ha estudiat la precipitació d'Hidroxiapatita en un reactor semi batch a partir d'una solució de fosfat i una de calci. S'ha estudiat l' influència de diversos paràmetres físico-químics tals com el pH, la velocitat d'agitació, el cabal de dosificació de calci, la concentració inicial de fosfat i l'origen de la dissolució de calci en la precipitació de l'Hidroxiapatita. Amb el suport de diverses tècniques d'anàlisi tals com la difracció per raigs X, l'espectroscòpia d'infraroig i la microscòpia electrònica de rastreig, s'ha comprovat la presència d'Hidroxiapatita en els experiments realitzats. Tanmateix, s'ha observat que si bé el pH, el cabal de dosificació de calci o l'origen de la dissolució de calci són paràmetres que influeixen en la precipitació, n'hi ha d'altres com la velocitat d'agitació que no són concluents per a determinar una òptima precipitació d'Hidroxiapatita. Pel que fa a l'estudi realitzat segons l'origen de la dissolució de calci, s'ha determinat que la millor manera és a partir de la salmorra obtinguda per nanofiltració sense ions magnesi respecte les dissolucions de salmorra provinent d'osmosi inversa amb i sense magnesi i la mateixa salmorra provinent de nanofiltració amb ions magnesi. Finalment, s'ha dut a terme un estudi de l'impacte econòmic i ambiental del projecte realitzat.