Los compuestos nitrogenados son un contaminante importante que debe eliminarse de los efluentes. Las nuevas tecnologías como MABR en las plantas Aspiral™ de Fluence pueden garantizar una alta eliminación de nutrientes para cumplir con los estándares más estrictos de efluentes.

El proceso de eliminación de compuestos nitrogenados peligrosos de los efluentes es cada vez más eficiente con nuevas tecnologías como MABR

Aunque el nitrógeno es un nutriente crítico para la vida, demasiado nitrógeno en el agua presenta una serie de peligros para los ecosistemas y la salud humana. En respuesta a un aumento global en la contaminación por nitrógeno, muchas naciones están intensificando sus estándares regulatorios para compuestos de nitrógeno.

¿Cómo se elimina el nitrógeno de los efluentes? Estos son algunos de los procesos:

• Nitrificación y Desnitrificación con Lodo Activado
  El proceso más conocido para la eliminación de nitrógeno de los efluentes es el proceso de lodo activado, que utiliza la nitrificación-desnitrificación para eliminar el nitrato. En primer lugar, el amoníaco se oxida a nitrito, que luego se convierte en nitrato en condiciones aeróbicas. Las bacterias heterótrofas o autótrofas luego reducen el nitrato al gas benigno del nitrógeno en condiciones anóxicas.

  Durante el proceso, los efluentes son aireados de manera intensa para nutrir los microorganismos que descomponen la materia orgánica disuelta. Parte de la materia orgánica se utiliza para cultivar nuevas células, y parte se oxida. Las nuevas células se retiran de la corriente y se colocan en tanques de sedimentación como lodo, algunos de los cuales vuelven al tanque de aireación. El resto son residuos. Los procesos tradicionales de lodos activados consumen mucha energía debido a la compresión de aire necesaria para la aireación y el proceso es difícil de mantener.

• Crecimiento microalgal
  Las microalgas son células simples que pueden duplicar su biomasa en 24 horas, producen metabolitos valiosos como grasas, proteínas, azúcares y compuestos bioactivos. Se pueden recuperar de los efluentes como fertilizantes y piensos para animales. Las microalgas se han utilizado durante más de 50 años para la eliminación de nitrógeno que consume menos energía, pero recuperar las microalgas como recurso puede ser ineficiente y costoso.
• Sistemas bioelectroquímicos (BESs por sus siglas en inglés)
  BES utiliza la interacción entre los microbios y un selector de electrones sólidos para eliminar contaminantes como el nitrógeno de los efluentes mientras se genera electricidad. El proceso se está estudiando para varias corrientes de efluentes y recuperación de recursos. El mismo puede eliminar eficazmente elementos orgánicos de los efluentes de baja carga, pero su eficiencia varía dependiendo de la composición y resistencia de los efluentes, el tiempo de retención hidráulica y la configuración de los reactores.
• Oxidación Anaeróbica de Amonio (Anammox)
  Anammox es un proceso de eficiencia energética que intercede microbiológicamente para la eliminación de nitrógeno. Las bacterias en el proceso oxidan el amonio anóxicamente, con el nitrito como selector de electrones, para crear gas nitrógeno. Anammox es adecuado para el tratamiento de efluentes de baja carga orgánica y alta carga en amonio. Se necesitan más estudios antes de ampliar su aplicación.

MABR: Un Nuevo Paradigma para la Eliminación de Nutrientes

Al igual que el lodo activado, el tratamiento de efluentes con el reactor de biofilm de membrana aireada (MABR) utiliza microorganismos para nitrificar y desnitrificar los efluentes, pero MABR utiliza una membrana que se auto aspira, enrollada en forma de espiral con una gran superficie para entregar pasivamente oxígeno en lugar de bombear manualmente el aire en el agua. Hay varias ventajas clave en la configuración.

La aireación se realiza a presión casi atmosférica, eliminando virtualmente la costosa compresión de aire que representa 40-60% de consumo de energía en procesos heredados.

La membrana aprovecha el biofilm, una capa natural y resiliente de microorganismos que se forma en la superficie rica en oxígeno de la membrana, donde las bacterias pueden usar el oxígeno de la manera más eficiente. En la aireación de burbujas, la mayoría de las burbujas de aire llegan a la superficie antes de que los microorganismos puedan usarla.

Las condiciones en el resto del tanque MABR siguen siendo anóxicas, por lo que las bacterias anaeróbicas desnitrificantes pueden hacer su trabajo en el mismo tanque que las bacterias aeróbicas. Este proceso de nitrificación-desnitrificación simultáneo (SND) permite una huella más pequeña, en comparación con los procesos heredados que requieren múltiples cámaras.

Mientras que el funcionamiento de una planta de lodo activado generalmente requiere personal especializado, las unidades modulares MABR paquetizadas de Fluence, Aspiral™ se pueden operar y monitorear a través de un dispositivo inteligente.

Si bien algunos procesos prometedores para la eliminación de nitrógeno todavía están en estudio, MABR es una tecnología ampliamente probada disponible en una serie de configuraciones para actualizaciones de plantas de tratamiento de efluentes, proyectos dedicados y aplicaciones descentralizadas.. Contacte a Fluence para obtener más información sobre la eliminación superior de nitrógeno de MABR.