Análisis de uso potencial de un lodo rico en estruvita obtenido a partir de procesos de precipitación química y cristalización para el tratamiento de agua residual municipal

Abstract

La recuperación de nutrientes a partir del tratamiento del agua residual, se ha convertido en un foco de investigación, ganando mayor interés, debido a que permite en primer lugar minimizar impactos ambientales negativos asociados a la obtención y eliminación de nutrientes como el nitrógeno (N) y el fósforo (P). Asimismo, es una alternativa para obtener un producto con un potencial de aprovechamiento en diferentes sectores industriales y agroindustriales en el mundo. Es así como en este trabajo de grado, se formularon alternativas de utilización de un lodo rico en estruvita obtenido a partir del tratamiento de agua residual municipal mediante procesos de precipitación química y cristalización. El proyecto se conformó por tres etapas, en la primera etapa se llevó a cabo el análisis de las características fisicoquímicas y estructurales de los lodos obtenidos a partir de los procesos mencionados, mediante el análisis de DRX, SEM y EDS. La segunda etapa consistió en un análisis comparativo de los lodos ricos en estruvita con la estruvita pura y otros nutrientes utilizados en procesos industriales y agroindustriales del valle geográfico del río Cauca. Finalmente, en la tercera etapa se establecieron los potenciales usos del lodo en estudio. En la primera etapa, mediante el análisis de DRX, SEM y EDS, de cada una de las muestras, se ratificó que es posible fomentar la formación de estruvita mediante un proceso de precipitación química simple. Así mismo en la segunda etapa, en donde se evaluó la calidad de los lodos obtenidos a partir del tratamiento de agua residual mediante procesos de cristalización, mostró que se puede obtener estruvita de calidad media a alta que le confieren un potencial de utilización principalmente en la agroindustria donde su principal objetivo sería el aprovechamiento del N y el P. La tercera etapa mostró que para el valle geográfico del río Cauca, especialmente en el departamento del Valle del Cauca, las principales alternativas de utilización para un lodo rico en estruvita, obtenido a partir del tratamiento de agua residual municipal están ubicadas en el sector agrícola, principalmente como fertilizante organomineral para cultivos de caña de azúcar, Café, Plátano, Maíz tecnificado, Banano, Caña panelera, Cítricos, Arroz mecanizado, Maíz tradicional y Chontaduro, entre otros, así como para plantaciones forestales, cultivos de plantas ornamentales y como materia prima para industrias relacionadas con la formulación, fabricación y distribución de fertilizantes en el departamento.

The recovery of nutrients from wastewater treatment has become a focus of research, gaining more interest, because it allows, in the first place, to minimize negative environmental impacts associated with the obtaining and elimination of nutrients such as nitrogen (N) and phosphorus (P). Likewise, it is an alternative to obtain a product with a potential to use in different industrial and agro-industrial sectors in the world. Thus, in this work, alternatives were formulated for the use of a struvite-rich sludge obtained from municipal wastewater treatment through chemical precipitation and crystallization processes. The project was made up of three stages. In the first stage, the analysis of the physicochemical and structural characteristics of the sludge obtained from the aforementioned processes was carried out, through the analysis of XRD, SEM and EDS. The second stage consisted of a comparative analysis of the struvite-rich sludge with pure struvite and other nutrients used in industrial and agro-industrial processes in the geographic valley of the Cauca River. Finally, in the third stage, the potential uses of the mud under study were established. In the first stage, through the analysis of XRD, SEM and EDS, of each of the samples, it was confirmed that it is possible to promote the formation of struvite through a simple chemical precipitation process. Likewise, in the second stage, where the quality of the sludge obtained from the wastewater treatment through crystallization processes was evaluated, showed that medium to high quality struvite can be obtained, which gives it a potential for use mainly in the agro-industry where its main The objective would be to take advantage of N and P. The third stage showed that for the geographic valley of the Cauca River, especially in the department of Valle del Cauca, the main use alternatives for a mud rich in struvite, obtained from municipal wastewater treatment, are located in the agricultural sector, Mainly as an organomineral fertilizer for sugarcane crops, Coffee, Banana, Technified Corn, Banana, Panelera Cane, Citrus, Mechanized Rice, Traditional Corn and Chontaduro, among others; as well as for forest plantations, ornamental plants crops and as raw material for industries related to the formulation, manufacture and distribution of fertilizers in the department.