Mainstream SCEPPHAR: Nueva tecnología de tratamiento de aguas residuales hacia la economía circular y la recuperación de recursos

El sector del tratamiento de aguas residuales ha cambiado recientemente el enfoque centrándose también en la recuperación de recursos. Por este motivo, las EDARse están transformando hoy en día en estaciones de recuperación de recursos del agua (ERRA, también llamadas biofactorías). Una EDAR convencional elimina del agua la materia orgánica y los nutrientes (nitrógeno y fósforo), pero las ERRA pretenden ir un paso más allá y recuperar tanto energía (en forma de biogás, biometano o hidrógeno), como agua y recursos de interés (por ejemplo fertilizantes, bioplásticos o celulosa).

Este estudio presenta el desarrollo de una nueva tecnología llamada Mainstream SCEPPHAR (Short-Cut Enhanced Phosphorus and Poly-Hydroxy-Alkanoate Recovery, por sus siglas en inglés), que acerca el sector del agua hacia un escenario de economía circular.

El trabajo forma parte del proyecto europeo SMART-Plant (Scale-up of low-carbon footprint MAterial Recovery Techniques), el cual ha tenido una duración de 4 años, una inversión de 9.768.806,09 € y ha estado formado por 26 socios (empresas y universidades) de 10 países de la UE. El objetivo principal del proyecto ha sido escalar y demostrar soluciones ecoinnovadoras en condiciones reales para mejorar las EDAR actuales. Durante el proyecto se han testado nueve plantas piloto diferentes con la intención de mejorar el tratamiento de aguas residuales, la eficiencia energética, la reducción de gases de efecto invernadero y la recuperación de recursos. Además, los recursos recuperados (biopolímeros, celulosa, fertilizantes y productos intermedios) se han procesado para ser productos comerciales.

El sistema Mainstream SCEPPHAR desarrollado por la UAB y Aguas de Manresa es capaz de mejorar la eficiencia de tratamiento de agua residual urbana a la vez que recupera fertilizantes y precursores de bioplásticos. Este trabajo presenta la operación a largo plazo de la planta piloto SCEPPHAR, la cual ha tratado agua de la EDAR municipal de Manresa-Sant Joan de Vilatorrada bajo condiciones ambientales reales, siendo la primera implementación de esta tecnología.

La configuración SCEPPHAR se basa en dos reactores SBR (sequential batch reactors): el R1-HET lleva a cabo la eliminación biológica de fósforo y nitrógeno así como la acumulación de PHA, mientras que el R2-AUT se encarga de la oxidación del amonio a nitrito o nitrato. Por la producción de estruvita se utiliza un tanque de precipitación adicional.

La planta piloto SCEPPHAR ha sido operada por un periodo de 450 días con buenos resultados en cuanto a eficiencias de eliminación de materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Respecto a la recuperación de P, entre el 45 y el 63% de entrada se ha podido recuperar en forma de estruvita, un fertilizante de liberación lenta. Estos valores son mucho más elevados que los valores típicos reportados en estudios anteriores (alrededor del 12%). En cuanto a la producción de precursores de bioplásticos (PHA), la planta piloto ha conseguido obtener una biomasa con un contenido de hasta el 9%, valor más grande que los típicos en este tipo de lodos. Esta biomasa se puede utilizar alternativamente para potenciar la producción de energía en forma de biogás.

El estudio de viabilidad económica muestra que la implementación de la tecnología SCEPPHAR necesitaría de un aumento en la tarifa de agua del 15% respecto a una EDAR convencional, de forma que habría que legislar un aumento en los presupuestos de las EDAR para plantear la implementación de la recuperación de recursos. Aun así, se espera optimizar más la operación de la planta en proyectos futuros.

Este trabajo ha sido publicado en la revista Water Reseach.