Recuperación de nutrientes guiada por modelo a partir de aguas residuales de procesamiento profundo de maíz endógeno...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Ambiental
• Tecnologías de tratamiento de agua
• Recuperación de nutrientes

Sus antecedentes:

• Las aguas residuales del procesamiento profundo de maíz (CDPW) presentan un desafío significativo debido a las altas cargas de nutrientes.
• La recuperación simultánea de nitrógeno, fósforo y magnesio de CDPW es crucial para la gestión sostenible de aguas residuales.
• Los métodos de tratamiento existentes a menudo carecen de eficiencia o sostenibilidad en la recuperación de nutrientes.

Objetivo del estudio:

• Evaluar un reactor de lecho fluidizado (FBR) para la recuperación simultánea de nitrógeno, fósforo y magnesio de CDPW.
• Optimizar las condiciones de operación (pH, relación de reflujo, velocidad ascendente) para la eliminación y recuperación de nutrientes.
• Evaluar la viabilidad del uso de magnesio endógeno para la precipitación de estruvita y el potencial del producto recuperado como fertilizante.

Principales métodos:

• Se empleó un reactor de lecho fluidizado (FBR) para tratar aguas residuales de procesamiento profundo de maíz (CDPW).
• Se variaron sistemáticamente los parámetros operativos, incluida la velocidad de pH, la relación de reflujo (RR) y la velocidad ascendente (Vup).
• Se desarrollaron y validaron modelos de equilibrio termodinámico y cinéticos para predecir el rendimiento del reactor.
• Se utilizó la difracción de rayos X (XRD) para analizar el producto cristalino.

Principales resultados:

• Las condiciones optimizadas produjeron altas eficiencias de eliminación: 84,43-91,32 % para fosfato-P, 8,96-11,22 % para amonio-N y 64,22-69,40 % para magnesio.
• El principal producto cristalino identificado fue el fosfato de amonio y magnesio (MAP) con un 91,5 % de pureza, adecuado para uso directo como fertilizante.
• Tanto los modelos termodinámicos como los cinéticos reprodujeron con precisión los datos experimentales, confirmando sus capacidades predictivas.
• El tratamiento FBR demostró menores costos, menor potencial de calentamiento global y menor consumo de recursos fósiles en comparación con el tratamiento Fenton.

Conclusiones:

• La tecnología de reactor de lecho fluidizado ofrece un método eficaz y sostenible para la recuperación simultánea de nutrientes de CDPW.
• El proceso permite la producción de cristales de fosfato de amonio y magnesio (MAP) de alta pureza utilizables como fertilizante.
• Este enfoque presenta una alternativa más ecológica y rentable a los tratamientos convencionales como Fenton, particularmente para la recuperación de fósforo.