Eliminación del nitrógeno de las aguas residuales
La eliminación de nutrientes de las aguas residuales es uno de los principales objetivos ambientales de la Unión Europea. Los métodos aplicados actualmente liberan gases de efecto invernadero, a pesar de que también es posible la eliminación autótrofa del nitrógeno. El proyecto financiado con fondos europeos GREENN2 (Greener biological nitrogen removal: Minimization of N2O emissions and optimization of the integration issues of the nitration / Anammox process for main stream wastewater treatment) investigó reducir al mínimo las emisiones de óxido nitroso (N2O) durante el proceso de eliminación del nitrógeno. El estudio combinó una etapa de eliminación de nitrógeno (bacteriana) autótrofa y el tratamiento convencional del agua. El objetivo fue crear un proceso de tratamiento de aguas residuales respetuoso con el medio ambiente con un índice bajo de huella de carbono. A partir de la investigación se concluyó que la competencia entre las bacterias oxidantes de amoníaco (AOB) y las bacterias oxidantes de nitrito (NOB) es fundamental para la represión de las NOB. El equipo de trabajo creó modelos del intervalo operativo para una inhibición eficiente. La inhibición de las NOB a bajas temperaturas es posible si las concentraciones de amoníaco superan cierto valor. Por encima de estos valores, hay inhibición de las NOB pues hay menos oxígeno para el proceso de oxidación del nitrito. Por debajo del umbral, la actividad de oxidación del amoníaco (Anammox (AMX)) impide la inhibición de las NOB. En el intervalo estudiado, las NOB fueron desplazadas por las AOB, y nunca fueron desplazadas por la AMX cuando no había nitrito disponible. El equipo de trabajo utilizó modelos similares para evaluar las ventajas asociadas al uso de un sistema híbrido para la nitración-AMX. En tal caso, la nitración parcial se llevó a cabo en suspensiones, mientras la AMX se realiza en portadores, como ocurre con ciertas tecnologías. El modelo demostró que la biopelícula de AMX requiere de una capa delgada de AOB que aporta cerca de un tercio de la capacidad de nitración. Los científicos sugirieron la aplicación de un proceso de dos etapas para mantener la inhibición eficiente de las NOB a bajas temperaturas con reactores de sedimentos granulares. Las etapas incluían la nitración parcial y la AMX. El grupo modeló las emisiones de N2O de reactores de biopelícula. Los resultados demostraron la importancia del intermediario hidroxilamina para la difusión en la biopelícula y la mejora de las emisiones de N2O. Las pruebas realizadas en reactores de sedimentos granulares validan esta teoría. Las emisiones de N2O abióticas fueron importantes para el tratamiento de las aguas residuales. El proyecto GREENN2 diseñó un sistema de tratamiento de aguas residuales nuevo, con bajo contenido de carbonos. El trabajo supone dos ventajas: eliminar los nutrientes de las aguas residuales y hacerlo mediante un proceso que produce pocas emisiones.
