Valorització de l'amoni present en les aigües residuals urbanes mitjançant electrodiàlisis

El tractament de les aigües residuals té per objectiu l’adequació de la qualitat de l’aigua als requisits establerts. Un dels contaminants que s’eliminen durant aquest procés és el nitrogen, que es pot trobar en forma amoniacal. Existeixen diferents alternatives per a la seva retirada, però poques per a la seva valorització. Actualment la investigació es centra en trobar una aplicació per a convertir aquest contaminant en un sub-producte a valor com fertilitzant o agronòmic. És per aquest motiu que s’estudia la viabilitat del procés de concentració mitjançant electrodiàlisis (ED) com a mètode de recuperació i valorització de l’amoni present en les aigües residuals urbanes provinents de les estacions de depuració d’aigües residuals (EDAR) per al seu ús final com a fertilitzant líquid. S’utilitza una planta pilot d’ED per a concentrar l’amoni present en les aigües tractades. Per la planta pilot d’ED circulen tres corrents, concentrat, diluït i elèctrode, que es mantenen separades i es poden concentrar gràcies a l’ús de membranes iòniques, separadors i l’aplicació d’una diferència de potencial. Els valors de concentració final de sal d’amoni assolits estan compresos entre el 11 % i el 17 % en massa i permeten considerar que aquest és un mètode vàlid per a l’obtenció de fertilitzants líquids. La planta ha funcionat en mode discontinu, usant com alimentació (corrent de diluït) una solució que anava disminuint la seva concentració en amoni a mesura que avançava el procés. S’espera que l’operació en mode continu, amb una alimentació a concentració d’amoni constant, permetria assolir un valor de concentració final de sal d’amoni del 17 % en massa o superior en tots els casos. S’analitza la influència de diferents variables com el tipus de sal (NH4NO3 o NH4H2PO4), la concentració inicial de sal (5 % o 10 % en massa) i del tipus de membrana (PCCell o FUJIFILM) mitjançant la determinació del factor de concentració, rendiment faràdic, consum energètic i temps d’experiment per a cada cas. S’obtenen resultats de factor de concentració entre 147 % i 205 % per NH4NO3 i NH4H2PO4 al 5 % en massa respectivament utilitzant las membranes PCCell. S’observa que la concentració inicial i el tipus de sal són factors amb efectes significatius sobre el resultat final, mentre que la influència del tipus de membrana no és significativa. Finalment es realitza un experiment amb aigua real provinent de l’EDAR del Prat. Es comprova l’equivalència de resultants tractant aigua sintètica i aigua real, es confirma la viabilitat del procés d’ED per assolir les concentracions desitjades i la possibilitat d’introduir algunes millores per tal d’optimitzar aquest procés