MODELACIÓN DE LA RECUPERACIÓN DE FÓSFORO Y PUREZA DE LA ESTRUVITA MEDIANTE SUPERFICIE DE RESPUESTA CONSIDERANDO EL EFECTO DEL PH Y LA RAZÓN MG+2/PO4

Abstract

El fósforo es un recurso no renovable y de vital importancia para la producción de alimentos. Sin embargo, en los últimos años su uso ha aumentado excesivamente generando serios problemas de contaminación de agua, para esto las plantas de tratamiento han tenido como principal objetivo la eliminación de este material contaminante. Actualmente, para asegurar la disponibilidad de este recurso a futuro, este enfoque ha cambiado hacia la recuperación de este recurso y no a su eliminación. Uno de estos métodos es la obtención de estruvita, la que fue descubierta inicialmente como causante de problemas de obstrucción en las plantas de tratamiento. La obtención de estruvita integra la eliminación de dos nutrientes, fósforo y nitrógeno, y puede ser usada como fertilizante. En el presente trabajo se estudia la recuperación de fósforo en forma de cristales de estruvita a partir de un agua residual sintética, emulada de un efluente de un biodigestor de una planta de tratamiento de purines de cerdo. Se busca obtener un beneficio en común entre la recuperación de fósforo y la pureza de la estruvita, encontrando las condiciones que favorezcan su precipitación. Para esto se escogió un diseño factorial del tipo 22, con dos regiones de estudio y eligiendo como variables el pH y la relación molar Mg+2/PO4-3. Los niveles seleccionados para estos factores fueron de 0,8-1,2 para la razón Mg+2/PO4-3 en ambas regiones, y para el pH de 7,5-8,5 en región I y 8,5-9,5 en región II. Se realizan estas pruebas en presencia y en ausencia del ion calcio. Se encontró finalmente que en presencia del ion calcio, la remoción de fósforo aumenta con el incremento de las variables Mg+2/PO4-3 y pH, mientras que la cantidad de estruvita en el precipitado disminuye. La región en donde se logra el mayor beneficio común entre la recuperación de fósforo (~64%) y la pureza de estruvita (~98%) es la región I, para la razón molar Mg+2/PO4-3 en el intervalo de 0,8-1,2 y pH entre 7,5-8,5. Al estar en ausencia del ion calcio, se obtuvo que la remoción de fósforo y la pureza de la estruvita en el precipitado aumenta al aumentar el valor de las variables, esto advierte que todo el fósforo recuperado es en forma de estruvita. Por lo tanto, no se puede optimizar la recuperación de fósforo y asegurar una alta pureza de estruvita en el precipitado, se debe buscar en cambio un beneficio común entre ambos. El calcio demostró ser un factor que al estar presente, compite por el fosfato formando fosfatos cálcicos siendo la principal causa de la disminución de la pureza de estruvita en el precipitado a pH altos.