Recuperación de fósforo y obtención de sólidos adsorbentes a partir de lodo de EDAR mediante un proceso combinado de extracción ácida y pirólisis

Martínez López, Mónica
Atienza Martínez, María (dir.) ; Gea Galindo, Gloria (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: El fósforo (P) es un elemento esencial y la principal fuente de fósforo es la roca fosfática,que es un recurso no renovable y se estima que en 70-175 años podría agotarse. La mayor parte del P empleado en agricultura se recupera en las aguas residuales urbanas. En las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) el P se debe eliminar del agua por lo que se concentra en los lodos de EDAR. Por otro lado, el lodo de EDAR es un residuo que debe gestionarse de forma adecuada. Dentro de los procesos de valorización para gestionar estos lodos, se encuentra el tratamiento termoquímico mediante pirólisis, proceso por el cual se pueden obtener sólidos adsorbentes. Para mejorar las propiedades como adsorbente del sólido obtenido, puede ser necesaria una etapa de activación previa a la pirólisis, etapa que puede consistir en un proceso de impregnación con ácido. En este Trabajo Fin de Grado se plantea la posibilidad de recuperar el fósforo contenido en el lodo de EDAR mediante su extracción con ácido sulfúrico y a su vez activar el sólido para la posterior obtención de sólidos adsorbentes mediante pirólisis. El método desarrollado en el presente Trabajo se centra en determinar cómo afectan las condiciones de extracción, en concreto el tiempo de impregnación y la relación sólido:líquido (S:L), a la cantidad de P extraída del lodo de EDAR, y también en estudiar el efecto de las condiciones de extracción y la temperatura de pirólisis a los productos de la pirólisis. En primer lugar se lleva a cabo la extracción del fósforo contenido en el lodo de EDAR mediante la impregnación de dicho lodo con ácido sulfúrico. Una vez transcurrido el tiempo de impregnación, se separan las fases y se analiza la cantidad de P recuperado. En segundo lugar, se seca el sólido para pirolizarlo en un reactor de lecho fijo bajo atmósfera de nitrógeno. Se ha llevado a cabo un análisis de las propiedades de los productos obtenidos durante la pirólisis, en especial se estudia la superficie específica BET del char de pirólisis. Para completar el análisis, se han determinado también los rendimientos a char, a gases no condensables, a dióxido de carbono y a sulfuro de hidrógeno. Además, se ha determinado el poder calorífico (PCI) del gas no condensable. Los resultados obtenidos en este Trabajo muestran que para tiempos de impregnación elevados y altas relaciones S:L, se consigue extraer prácticamente todo el fósforo inorgánico contenido en el lodo de EDAR. Asimismo, se han obtenido sólidos adsorbentes cuya área superficial BET varía entre 125-225 m2∙g-1. Los estudios bibliográficos demuestran que estos sólidos se pueden emplear para eliminar H2S por adsorción.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado