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Fertilizante procedente de lodos de depuradora


La nueva Ordenanza de lodos y aguas residuales de Alemania requiere grandes plantas de tratamiento de aguas residuales para recuperar fosfatos de lodos o cenizas de aguas residuales a partir de 2032.


por Fraunhofer-Gesellschaft


Las tecnologías de recuperación convencionales son costosas y están cargadas de productos químicos. Una nueva tecnología ahora ofrece una alternativa más económica y libre de contaminación. Los investigadores de Fraunhofer ayudaron a ampliar el proceso.

Como lo atestiguarán los entusiastas de la jardinería, las flores, los nabos, los tomates y demás apenas prosperan sin fertilizantes. Los agricultores dependen principalmente de preparaciones que contienen fosfato para fertilizar sus campos, con una buena razón, ya que el fósforo es un componente básico de toda la vida y un nutriente esencial que las plantas no pueden prescindir.

Con el 75 por ciento de los depósitos del mundo ubicados en Marruecos y el Sáhara Occidental, existe un punto de estrangulamiento potencialmente crítico en la cadena de suministro de fósforo.

En 2008 y 2009, los cuellos de botella en la tubería y la especulación en los mercados de minerales redujeron las líneas de suministro del mundo. El precio del fósforo se disparó en un 800 por ciento. Esto llevó a la Comisión Europea a agregar este mineral a su exitosa lista de las 20 principales materias primas críticas.

El gobierno alemán también tomó medidas. A partir de 2023, Los operadores de grandes plantas de tratamiento de aguas residuales deberán presentar un plan para recuperar el fósforo.

Aunque los agricultores pueden esparcir las cenizas de los lodos de aguas residuales incinerados directamente en sus campos, las plantas no pueden hacer mucho uso del fósforo que contienen.

Además, esta ceniza contiene contaminantes como metales pesados ​​que se mantienen mejor lejos de los campos de cultivo. Se han intentado recuperar el fósforo en las cenizas de lodos de depuradora mediante procesos químicos húmedos, pero requieren grandes cantidades de productos químicos.

Fósforo disponible en la planta, recuperado de una manera rentable y ecológica

Con un enfoque muy diferente, los expertos de Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG están desarrollando una tecnología llamada P-bac. Esta empresa unió fuerzas con la Institución de Investigación Fraunhofer para el Reciclaje de Materiales y Estrategias de Recursos IWKS en Alzenau e ICL Fertilizers Deutschland GmbH para escalar esta tecnología del laboratorio a una planta piloto.

Financiado por el Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura de Alemania, este proyecto se conoce con el nombre de «Fosforreciclaje: vom Rezyklat zum intelligenten langzeitverfügbaren Düngemittel — PRil» (reciclaje de fósforo, de reciclado a fertilizante inteligente y persistente).

«Asistimos con los esfuerzos para ampliar el proceso de reciclaje de agua, así como con el proceso de reciclaje de material residual, estudios de viabilidad y análisis», dice el Dr. Lars Zeggel, gerente de proyectos en Fraunhofer IWKS.

«El fósforo que recuperamos de las cenizas con este innovador proceso es 50 por ciento disponible para las plantas en un fertilizante de fosfato soluble en agua.

Por el contrario, el fosfato en las cenizas de lodos de depuradora pura no está disponible para las plantas». Además de eso, el sustrato está en gran parte libre de contaminantes y los contaminantes relevantes se pueden reducir en más del 90 por ciento.

Los fertilizantes procedentes de lodos de depuradora reciclados también son notablemente asequibles, como lo demostró un estudio de factibilidad realizado por Fraunhofer IWKS.

El fosfato producido de esta manera cuesta alrededor de dos euros por kilogramo. El fertilizante producido con procesos químicos húmedos es de al menos cuatro a seis euros por kilogramo.

El fósforo de fuentes recicladas es aún más caro que el fósforo primario de Marruecos, que se sitúa en 70 centavos por kilogramo de P2O5. Sin embargo, en marcado contraste con el fósforo reciclado, el fósforo primario contiene cada vez más contaminantes como el cadmio y el uranio.

Dejando a las bacterias sin correa

Fritzmeier desarrolló el proceso para recuperar el fósforo de los lodos de depuradora. En lugar de agregar productos químicos como el ácido sulfúrico a las cenizas del lodo, estos expertos permiten que las bacterias hagan el trabajo. Las bacterias absorben dióxido de carbono del aire, un efecto secundario beneficioso, y producen ácido sulfúrico mediante el uso de azufre elemental agregado para extraer fósforo de las cenizas.

En condiciones de vida seleccionadas para facilitar este proceso, otras bacterias absorben el fósforo, enriquecerlo y liberarlo nuevamente cuando cambie este entorno. Esto produce precipitados sólidos de fosfato de hierro que pueden separarse del lixiviado. Los investigadores del Fraunhofer IWKS analizaron varios aspectos de esto, incluido el agua de proceso. «Se necesitan alrededor de diez litros de agua de proceso para reciclar un litro de lodo de aguas residualescenizas «, dice Zeggel.

Una vez que se extrae el fosfato, esta agua puede reutilizarse inmediatamente para propagar bacterias. El ciclo puede repetirse varias veces antes de que el agua necesite ser desalada.» Hemos podido adaptar la filtración de membrana para que ahora podemos eliminar el 98 por ciento del sulfato, es decir, azufre, del agua y finalmente hacer circular el 75 por ciento del agua del proceso «, dice Zeggel. Esto deja mucho menos agua de proceso para ser eliminada y conserva una gran cantidad de energía

El procedimiento no solo es respetuoso con el medio ambiente, sino que también elimina un factor de costo importante. La energía requerida para evaporar el agua es uno de los mayores factores de costo. El equipo de investigación pudo reducir los costos operativos significativamente con el beneficio de la filtración por membrana. El proceso está listo para su uso en una escala de cien litros.


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