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Fertilizante procedente de lodos de depuradora

Fertilizante procedente de lodos de depuradora
Fosfato reciclado de cenizas de lodos de depuradora, obtenido mediante el proceso P-bac. Crédito: Fraunhofer IWKS

La nueva Ordenanza de Residuos y Lodos de Aguas Residuales de Alemania requiere que las grandes plantas de tratamiento de aguas residuales recuperen fosfatos de lodos de aguas residuales o cenizas a partir de 2032.


por Fraunhofer-Gesellschaft


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

Como atestiguarán los entusiastas de la jardinería, las flores, los nabos, los tomates y similares apenas prosperan sin fertilizantes. Los agricultores dependen principalmente de preparaciones que contienen fosfato para fertilizar sus campos, con razón, porque el fósforo es un componente básico de toda la vida y un nutriente esencial del 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 presionaron 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 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 de recuperación de fósforo. Aunque los agricultores pueden esparcir las cenizas de los lodos de depuradora incinerados directamente en sus campos, las plantas no pueden aprovechar mucho el fósforo que contienen. Además, esta ceniza contiene contaminantes como metales pesados ​​que es mejor mantenerlos lejos de los campos de cultivo. Ha habido intentos de recuperar el fósforo en las cenizas de los lodos de depuradora mediante procesos químicos húmedos, pero requieren grandes cantidades de productos químicos.

Fósforo disponible para las plantas, recuperado de forma 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 desde el laboratorio a una planta piloto. Financiado por el Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura de Alemania, este proyecto se conoce con el nombre de «Reciclaje de fósforo — vom Rezyklat zum intelligenten langzeitverfügbaren Düngemittel — PRil» (reciclaje de fósforo — de reciclado a fertilizante inteligente y persistente).

«Ayudamos con los esfuerzos para ampliar el proceso de reciclaje de agua, así como con el proceso de reciclaje de materiales residuales, estudios de viabilidad y análisis», dice el Dr. Lars Zeggel, gerente de proyectos de Fraunhofer IWKS. «El fósforo que recuperamos de las cenizas con este proceso innovador está disponible en un 50 por ciento para las plantas en un fertilizante fosfatado soluble en agua. Por el contrario, el fosfato en las cenizas de los lodos de aguas residuales 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 que se obtienen a partir de lodos de depuradora reciclados también son muy asequibles, como demostró un estudio de viabilidad realizado por Fraunhofer IWKS. El fosfato producido de esta manera cuesta alrededor de dos euros el kilogramo. El fertilizante producido con procesos químicos húmedos asciende al menos a cuatro o seis euros el kilogramo. El fósforo de fuentes recicladas sigue siendo 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.

Liberar las bacterias de la correa

Fritzmeier desarrolló el proceso de recuperación de fósforo de los lodos de depuradora. En lugar de agregar productos químicos como el ácido sulfúrico a las cenizas del lodo, estos expertos dejan 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 añadido para extraer fósforo de las cenizas. Mantenidas en condiciones de vida seleccionadas para facilitar este proceso, otras bacterias absorben el fósforo, enriquecerlo y liberarlo de nuevo cuando este entorno cambie. Esto produce precipitados sólidos de fosfato de hierro que pueden separarse del lixiviado. Los investigadores de 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 lodos de depuradora ceniza «, dice Zeggel. Una vez que se ha extraído el fosfato, esta agua se puede reutilizar inmediatamente para propagar bacterias. El ciclo se puede repetir varias veces antes de que sea necesario desalar el agua.» Hemos podido adaptar la filtración por membrana para que ahora podemos eliminar el 98 por ciento del sulfato, es decir, el azufre, del agua y finalmente hacer circular el 75 por ciento del agua de proceso «, dice Zeggel. Esto deja mucha menos agua de proceso para eliminar y conserva una gran cantidad de energía . El procedimiento no solo es ecológico, sino que también elimina un factor de costo importante. La energía requerida para evaporar el agua es uno de los mayores generadores de costos. El equipo de investigación pudo reducir los costos operativos de manera significativa con el beneficio de la filtración de membrana. El proceso está listo para su uso en una escala de cien litros.



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