OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS Y BUENAS PRÁCTICAS DE CIRCULARIZACIÓN SECTORIAL - Sistema circular para la recuperación y valorización agronómica del ...
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OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS Y BUENAS PRÁCTICAS DE CIRCULARIZACIÓN SECTORIAL Sistema circular para la recuperación y valorización agronómica del fósforo. Sofía Grau. Murcia, 02 de diciembre de 2021
OPORTUNIDADES TECNOLÓGICAS Y BUENAS PRÁCTICAS DE CIRCULARIZACIÓN EN EL SECTOR DEL AGUA Proyecto CÍRCULO (2021.08.CT02.000001) www.dam-aguas.es
ÍNDICE 1. El fósforo. 2. Recuperación de fósforo de las EDAR. 3. La estruvita. 4. Estudios agronómicos. 5. Conclusiones.
EL FÓSFORO
ELEMENTO ESENCIAL PARA LA VIDA
IMPACTO MEDIOAMBIENTAL Extracción Vertido Yacimiento de Bayóvar. (Fuente: http://infraestructuraperuana.blogspot.com/2014/04/yacimiento-de-fosfatos-de-bayovar.html)
DEPENDENCIA Fuente: https://mcgroup.co.uk/researches/phosphates
EL FÓSFORO 1. Es esencial para el desarrollo de la vida. 2. Es un recurso natural limitado. 3. No se conocen grandes yacimientos en Europa. 4. No se conoce sustituto. 5. Su extracción y vertido generan un gran impacto en el medioambiente
INSTITUCIONES En 2.017 la Comisión Europea incluye dentro de la lista de materia primas críticas los fosfatos y el fósforo. Fuente: https://www.unep.org/
¿QUÉ PODEMOS HACER? Promover la recuperación de P Reducir la demanda de P Promover la agricultura eficiente
Sistema circular para la recuperación y valorización agronómica del fósforo
OBJETIVO Desarrollo de un nuevo fertilizante con base de estruvita que permita valorizar los residuos generados de las Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) 1. Maximizar la recuperación de P en la EDAR. 2. Desarrollar un producto fertilizante a base de estruvita. 3. Impulsar la utilización de fertilizantes sostenibles. 4. Desarrollar un sistema de ayuda a la toma de decisión.
RECUPERACIÓN DE FÓSFORO DE LAS EDAR
LA EDAR DE CALAHORRA (LA RIOJA) Escalado (1/3 de los escurridos). EDAR de Calahorra (La Rioja). 23.000 m3/d. Configuración EBPR (A2O) Estabilización anaerobia de los fangos.
LOS NUTRIENTES EN LA EDAR N se libera como N2 Límite de P Agua N P residual Decantación Reactor Biológico Decantación Efluente Primaria Secundaria Retornos Espesado Espesado fango fango en primario Fango exceso mixto Biogás Deshidratación Digestión Anaerobia Fango
EL FÓSFORO EN LA EDAR Agua Decantación Reactor Biológico Decantación Efluente residual Primaria Secundaria Retornos 37,8 1,3 Mayor concentración Espesado 163,2 Espesado fango de fósforo fango en primario Fango exceso P-PO4 (mg/l) mixto Mayor pérdida Deshidratación de fósforo Digestión Anaerobia Fango 87,5 99,2
ELUTRIACIÓN DE FANGO PRIMARIO Agua Decantación Reactor Biológico Decantación Effluent residual Primaria Secundaria Retornos CRYSTALLIZATION REACTOR 90 - 150 Espesado Espesado fango fango en primario Fango exceso mixto Deshidratación Digestión Anaerobia P-PO4 (mg/l) Fango
ELUTRIACIÓN DE FANGO SECUNDARIO Agua Decantación Reactor Biológico Decantación Effluent residual Primaria Secundaria Retornos CRYSTALLIZATION REACTOR Espesado 80 - 130 Espesado fango fango en primario Fango exceso mixto Deshidratación Digestión Anaerobia P-PO4 (mg/l) Fango
CORRIENTES DISPONIBLES Agua Decantación Reactor Biológico Decantación Efluente residual Primaria Secundaria Retornos Espesado Espesado fango fango en primario Fango exceso mixto Deshidratación Digestión Anaerobia Fango
EL REACTOR DE CRISTALIZACIÓN De la EDAR NaOH • Prototipo:20L 5m3. MgCl2 Efl. Estruvita 2+ + 4+ + 43− + 6 2 → ( 4 ) 4 · 6 2
LA PLANTA PILOTO 6.6 67.8 Eficiencia = 90.3% 20 m3/d 100 mgP/l Operational parameter Set Value pH 8.7 7.6 kg/d – 0.5 kg/m3 Molar ratio (Mg/P) 1.3 3 Inlet flow (m /d) 20,0 Reaction zone HRT (h) 2.5 10 kg/d de Total HRT (h) 6.1 estruvita Agitator speed (rpm) 69 P-PO4 (mg/L) [Mg2+] (mg Mg/L) 4800 Estruvita
LA ESTRUVITA
LA ESTRUVITA (NH4)MgPO4·6H2O Características del producto. Contenido en nutrientes 5 N%, 29 P2O5%, 200 µm COT:
LA ESTRUVITA (NH4)MgPO4·6H2O
LA ESTRUVITA (NH4)MgPO4·6H2O Parámetros Características Referencia Naturaleza Sal mineral Aspecto Cristales brillantes blancos Bassett & Bedwell, 1933 Sistema cristalino Ortorrómbico Abbona & Boistelle, 1979 Peso molecular 245,43 g/mol Densidad 1,711 g/cm3 Borgerding, 1972 Baja en agua: 0,018 g/100 mL a 25°C en agua. Solubilidad Alta en ácidos: 0,033 g/100 mL a 25°C en HCl 0,001N y Bridger et al., 1961 0,178 g/100 mL a 25°C en HCl 0,01N. Constante de 10-13,26 Ohlinger et al., 1998 solubilidad Su baja solubilidad en agua y alta solubilidad en medio ácido le confieren unas propiedades ideales como fertilizante de lenta liberación.
LA ESTRUVITA Puede recuperarse de Puede utilizarse como EDAR, residuos biofertilizante y así agroganaderos o sustituir a los fertilizante industria agroalimentaria minerales actuales Actualmente, hay instalaciones industriales en Europa operativas
NORMATIVA ACTUAL La condición Fin de Residuo tiene carácter nacional dentro de la UE. El 5 de julio de 2021 la Comisión Europea aprobó la modificación de los anexos II y IV del Reglamento (UE) 2019/1009 con el fin de añadir las sales de fosfato precipitadas y sus derivados como categoría de materiales componentes en los productos fertilizantes UE. C(2021)4743 Será aplicable a partir del 16 de julio de 2022.
ESTUDIOS AGRONÓMICOS
ENSAYOS EN HIDROPONÍA P CERO KP 300 KP 30 STR 30 Movilización y asimilación del P.
ENSAYOS EN MACETA Estruvita vs superfosfato en tomate y cebada. Rendimiento y retrogradación del P.
ENSAYOS DE APLICACIÓN AGRÍCOLA • La estruvita es deficitaria en K. • En los ensayos de aplicación agrícola se ha suplido ese déficit.
PATATA
TRIGO
NUEVO FERTILIZANTE. ESCAROLA. Nitrophoska vs Estruvita + fertirriego. - Menor conductividad. Menor NO3 .
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES 1. La recuperación de P de las EDAR permitiría reducir un 5% la importación de P. 2. La estruvita recuperada de EDAR es un producto de calidad y apto para uso agrícola (a partir de 2022 en toda la UE). 3. Es un fertilizante de lenta liberación: • La planta lo moviliza. Buen rendimiento. • Reduce la salinidad del suelo. • Reduce la retrogradación del P. • No existe riesgo de quema de raíces. 4. El modelo Ferti-Asesor promueve una fertilización más sostenible.
AGRADECIMIENTOS
Sofía Grau sofia.grau@dam-aguas.es https://www.linkedin.com/in/sofia-grau/ Av. Benjamín Franklin, 21 46980 Parque Tecnológico Paterna (Valencia) www.dam-aguas.es
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