Elena Campos, doctor ingeniero del departamento de I+D+i de Valoriza Agua y responsable del desarrollo de una nueva tecnología de desnitrificación basada en la oxidación anaerobia autotrófica para EDARs

Elena Campos, doctor ingeniero del departamento de I+D+i de Valoriza Agua y responsable del desarrollo de una nueva tecnología de desnitrificación basada en la oxidación anaerobia autotrófica para EDARs

11/06/2015

Elena Campos, doctor ingeniero del departamento de I+D+i de Valoriza Agua y responsable del desarrollo de una nueva tecnología de desnitrificación basada en la oxidación anaerobia autotrófica para EDARs



La eliminación de nitrógeno se ha realizado tradicionalmente mediante la utilización de los sistemas convencionales de nitrificación-desnitrificación. Sin embargo, la eliminación autotrófica de nitrógeno, basada en una nitrificación parcial de amonio a nitrito junto con una oxidación anaeróbica del amonio, se presenta como una novedosa alternativa para la eliminación de nitrógeno en aguas residuales.
 
El Proyecto DENITOX nace con el objetivo de desarrollar una nueva tecnología medioambiental para la eliminación de nitrógeno en aguas residuales basada en el proceso de oxidación anaerobia autotrófica del amonio utilizando un sistema de biopelícula. El proceso será aplicable al tratamiento de efluentes con alto contenido en nitrógeno y bajo contenido en materia orgánica de una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR). 
 
Elena Campos, doctor ingeniero del departamento de  I+D+i de Valoriza Agua y responsable del Proyecto DENITOX, nos comenta en esta entrevista todos los detalles de esta novedosa tecnología.
 
 

Elena, ¿qué objetivos se persiguen con el Proyecto DENITOX a lo largo de sus dos años de duración y qué resultados se esperan del mismo?

 
Los altos requerimientos de calidad del agua depurada y en concreto los bajos límites permitidos de nitrógeno en el vertido requieren el desarrollo de nuevas tecnologías que contribuyan a una mejor eliminación de nitrógeno, con un menor consumo energético y con menor producción de lodos.
 

El objetivo general del proyecto es el desarrollo de una nueva tecnología altamente eficiente para la eliminación de nitrógeno basada en el proceso Anammox (oxidación anaerobia de amonio), utilizando un sistema en una única etapa con biopelícula con mínimo consumo energético. En este proceso parte del amonio es oxidado a nitrito y los organismos Anammox catalizan la reacción del nitrito y el amonio restante transformándose en nitrógeno gas, eliminándose así de la fase líquida.
 
Las principales ventajas de este proceso radican en que no precisa materia orgánica (es un proceso autótrofo), genera muy poca cantidad de lodos y el consumo energético es mucho menor que el proceso nitrificación desnitrificación (NDN) convencional (el consumo de oxígeno es aproximadamente un tercio que el proceso NDN). Presenta también dificultades como la baja velocidad de crecimiento y la dependencia de la temperatura, por lo que el desarrollo de tecnología adecuada es especialmente importante para conseguir el éxito. El Proyecto DENITOX desarrolla una innovadora tecnología basada en un reactor de biopelícula multimicrobiana.
 
El proceso se aplica en esta primera fase a la corriente líquida de retornos de la línea de fangos (deshidratación) previamente digeridos por vía anaerobia. Esta corriente supone de un 10 a un 20% de la carga de nitrógeno en una EDAR, por lo que su tratamiento tiene una alta incidencia sobre la línea general de tratamiento de la planta. Se trata de una corriente acuosa con muy alto contenido de nitrógeno (de 500 a 1000 mg/L) y muy baja concentración de materia orgánica fácilmente degradable, por lo que resulta difícil de tratar mediante un proceso NDN convencional.
 
Esta innovadora tecnología presentará una serie de ventajas sobre otras tecnologías ya existentes basadas en el proceso Anammox, como una puesta en marcha mucho más rápida, menores volúmenes de reacción, estabilidad del proceso y resistencia frente a cambios o inhibidores y menor dependencia de la temperatura ambiente.  
 
 

¿En cuántas fases se encuentra dividido este proyecto y en qué ubicación se está llevando a cabo?

 
El proyecto se desarrolla a tres escalas principales: a escala laboratorio, a escala piloto de pequeño tamaño y a escala piloto semindustrial.
 
Las dos primeras se están llevando a cabo en las instalaciones de la Universidad de Granada, utilizando agua sintética y la tercera se lleva a cabo en la EDAR de Guadalajara con agua real.
 
En paralelo se están realizando estudios de control de biomasa mediante técnicas microbiológicas avanzadas como la secuenciación masiva (pirosecuenciación) y estudio sobre la interacción de la presencia de materia orgánica y desarrollo de un método avanzado con nanotecnología para su completa eliminación.
 
 

Según vuestra experiencia adquirida en el proyecto hasta la fecha, ¿se está llevando a cabo una eficiente eliminación de nitrógeno en las estaciones depuradoras de nuestro país?

 
En general nuestras estaciones depuradoras consiguen una buena eficiencia de eliminación de nitrógeno y cumplen con los estrictos requerimientos de calidad de vertido. Los procesos convencionales de eliminación de nitrógeno (Nitrificación-Desnitrificación o NDN) han demostrado, en este sentido, ser altamente eficientes en cuanto al grado de eliminación de nitrógeno. Sin embargo, el consumo energético y la producción de fangos de esta tecnología es muy elevado y en algunas plantas además se producen problemas de déficit de materia orgánica para producir la desnitrificación completa.
 
Por tanto, con el objetivo de reducir el consumo energético y evitar problemas operacionales o de proceso que puedan comprometer el cumplimiento de los requerimientos de calidad es cada vez más común, sobre todo en EDAR de nueva construcción, hacer un tratamiento separado de la corriente de retornos de la línea de deshidratación aplicando nuevas tecnologías de eliminación de nitrógeno. En mi opinión, a medio plazo esta solución se irá implantando también en plantas existentes para el tratamiento de retornos y a largo plazo se implantará también en la línea principal de agua.
 
 

Elena, ¿qué empresas y entidades públicas participan en el proyecto y de qué presupuesto total se dispone?

 
Valoriza Agua cuenta con la colaboración fundamental para el desarrollo científico del proyecto del Grupo de investigación MITA de la Universidad de Granada y del Instituto Noruego Vestforsk.
 
Por otro lado contamos también con la colaboración necesaria de la empresa Guadalagua y del Ayuntamiento de Guadalajara en una de cuyas instalaciones se está desarrollando la parte de experimentación a escala piloto.
 
El presupuesto total del proyecto es de 597.000 €. Contamos con financiación de CDTI a través del programa EEA Grants, gracias al cual hemos podido abordar este ambicioso proceso.
 
 

Finalmente, ¿en qué fecha termina el Proyecto DENITOX y cuándo se podría disponer de esta tecnología en una planta a escala real?

 
El proyecto acaba formalmente en diciembre de 2015, y esperamos que en esa fecha dispongamos de las bases mínimas suficientes para abordar el diseño de una planta a escala industrial.
 
Si se confirman a escala piloto los buenos resultados obtenidos a escala laboratorio, en el primer semestre del año 2016 estaríamos en condiciones de abordar la construcción de un primer prototipo a escala real.
 
Uno de los principales limitantes de la tecnologías Anammox en general es la disponibilidad de inóculo suficiente que posibilite una rápida puesta en marcha, por lo que  tenemos el objetivo de operar más allá de la finalización del proyecto la planta piloto, como generador de inóculo para la primera planta a escala industrial que se construya. 
 
 

Muchas gracias Elena

 
Más información sobre el Proyecto DENITOX de Valoriza Agua en www.valoriza-agua.com
 
 

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