Tratamiento anammox en línea principal: experiencia piloto en la depuradora de Jumilla

Cadagua en colaboración con la Entidad de Saneamiento y Depuración de Aguas Residuales de la Región de Murcia (ESAMUR) y el Centro Tecnológico CEIT-IK4, ha llevado a cabo un proyecto de investigación en la EDAR de Jumilla (Murcia) para determinar la viabilidad técnica del proceso de Nitritación Parcial-Anammox en línea principal de la depuradora. Durante un periodo de 12 meses se ha construido y operado una planta piloto que combina la tecnología MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) para la Nitritación Parcial (NP) y la biomasa granular para el proceso Anammox. Durante la fase de crecimiento de la biomasa específica, se operaron ambos reactores de forma independiente con efluente de la depuradora dopado con determinadas concentraciones de nitrógeno amoniacal y nitritos, operándolos en serie en la fase final. Durante las fases de máxima estabilidad del proceso la eliminación total de nitrógeno se mantuvo en el entorno a 0,100 kg N (m3 d)-1. La supresión de la biomasa oxidadora del Nitrito (NOB) se logró en todo el rango de temperaturas ensayado gracias a la acción de la biopelícula y al control del oxígeno disuelto.

Introducción

El objetivo ha sido investigar la viabilidad técnica de eliminar nitrógeno amoniacal de las aguas residuales aplicando el proceso de Oxidación Anaerobia del Amonio (deamonificación) en línea principal. El proceso convencional para la eliminación del nitrógeno consiste en la acción combinada de biomasa nitrificante (quimiolitoautótrofos) y desnitrificante (heterótrofos) que implica elevados consumos de energía, alcalinidad y materia orgánica y una importante producción de lodos. La alternativa que nos ofrecen las bacterias anaerobias oxidadoras del amonio (Anammox) conlleva un ahorro en las necesidades de oxígeno, hasta un 40 %, no consume materia orgánica y genera una mínima cantidad de lodos. La implementación de esta tecnología permitiría derivar el máximo de materia carbonosa a la producción de biogás, a la vez que reduciría significativamente los costes de aeración, pudiendo alcanzar la neutralidad energética en depuración, incluso la generación neta de energía si se combina con un pretratamiento anaerobio del agua residual. 

La biomasa anammox requiere para su desarrollo de nitrógeno amoniacal y nitritos en un ratio estequiométrico N-NO2-/N-NH4+ alrededor de 1,3. Experiencias previas y estudios bibliográficos sugieren que para el tratamiento en línea principal, el proceso de Nitritación Parcial (NP) es recomendable realizarlo de forma independiente al de deamonificación. Esto es especialmente cierto cuando se tratan concentraciones bajas de amonio, como ocurre en línea principal, aportando ventajas como: un control más sencillo del oxígeno disuelto en la Nitritación Parcial, el Anammox se mantiene anóxico en todo momento y la DQO que pueda llegar no le afecta al Anammox, entre otras.

Para asegurar la estabilidad y fiabilidad de este proceso nos enfrentamos a varios retos. Pero sin duda el más complejo es maximizar la actividad de Biomasa Oxidadora de Amonio (AOB) y reprimir la proliferación de microorganismos quimioautotróficos Oxidadores de Nitritos (NOB). Las relativamente bajas concentraciones de nitrógeno amoniacal, así como la presencia de oxígeno y de nitritos, son condiciones que, de no controlarse bien, pueden favorecer el desarrollo de las NOB, lo cual acarrearía un exceso de nitratos y una desviación del equilibrio necesario para el correcto metabolismo del posterior proceso Anammox. 

El segundo reto es mantener la actividad anammox a temperaturas subóptimas. Son bacterias anaerobias mesofílicas cuya actividad cae por debajo de 18-20ºC. Por ello es importante obtener una concentración elevada de biomasa activa durante la época cálida.

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