Eliminación de nitrógeno de aguas residuales. Método electroquímico y alternativas convencionales

Abstract

El amoniaco es uno de los principales contaminantes del agua y se produce en muchas actividades del ser humano. La eliminación de dicho compuesto de las aguas residuales es compleja, por lo que muchas técnicas se han desarrollado a lo largo del último siglo como la desnitrificación biológica y el stripping con aire. Sin embargo, estas tecnologías presentan la desventaja de ser incapaces de alcanzar bajas concentraciones, afectando así los cuerpos de agua donde se vierten, dañando el ecosistema de la zona. Además, son tecnologías dependientes de temperaturas óptimas y de una gran infraestructura para el realizar dicho tratamiento.

Se han investigado nuevas tecnologías para la eliminación de amoniaco. Una de ellas es la oxidación electroquímica del amoniaco. Este proceso es capaz de eliminar el amoniaco de las aguas residuales, alcanzando bajas concentraciones y oxidándolo a nitrógeno gas. El nitrógeno gas es un compuesto inocuo que puede liberarse en la atmosfera, ya que el 79% volumétrico de ella está compuesta por N2.

En este trabajo se presenta este último método de desnitrificación, comparando las diferentes formas de llevarlo a cabo y explicando cómo se podría escalar industrialmente. Además, también incluye el efecto que tiene la composición del agua residual en el proceso y cómo se podría adaptar para que la tecnología fuese válida para la misma.

Water scarcity is a problem that affects heterogeneously all the world.

Ammonia is one of the principal contaminants of water and is produced in many activities of the human being. The removal of ammonia from wastewater is complex, many techniques have been developed through time like biological denitrification and air stripping. However, they present the disadvantages of not being able to reach low concentrations, and are dependent on optimal temperature and big infrastructure to perform the treatment.

New technologies for ammonia removal are researched. One of them is the use of electrochemical oxidation of ammonia. This process is capable to remove the ammonia in the wastewater, achieving low concentrations by oxidizing it to dinitrogen. Dinitrogen is an innocuous compound that can be released in the atmosphere since 79% of it is composed of N2.

This thesis presents this last method of denitrification, comparing the different ways to perform it and explaining how the industrial scaling could be done. Additionally, it also includes the effect that the wastewater composition has in this process and how it could be adapted to make it valid for this technology.