¡Saca la «P» de ahí!

Por Heather Jennings, PE

El fósforo es uno de los elementos más abundantes de la Tierra. Es esencial para el trifosfato de adenosina (ATP), el portador de energía sobre el que se construye la vida. Pero en exceso en nuestros lagos y estanques, vemos que se producen grandes crecimientos de algas. Muchas veces, estas floraciones de algas asfixian a la vida acuática circundante y/o producen toxinas que pueden matar tanto a la vida acuática como a los seres humanos.

¿Cómo llega el fósforo a nuestros ríos y lagos? Me alegro de que lo preguntes. Algunas de las fuentes son la escorrentía de los fertilizantes de granjas y céspedes o el tratamiento parcial de las aguas residuales del afluente bruto. Salvo alguna excursión periódica, las plantas de tratamiento de aguas residuales suelen funcionar con permisos de calidad del agua muy ajustados, con menos de 1 mg/L de Fósforo Total en sus permisos de vertido. Este límite suele ser inferior al fósforo de fondo existente en las aguas receptoras. Los permisos pueden ser aún más estrictos si la depuradora vierte a aguas sensibles de EE.UU. (según la definición de la Ley de Agua Limpia).

Las depuradoras reciben diversas fuentes de aguas residuales. Están realmente a merced de la comunidad y a veces de los clientes industriales o comerciales en cuanto a la cantidad de fósforo que reciben diariamente.

Muchos operadores están buscando soluciones biológicas y/o químicas y físicas para eliminar el fósforo del efluente. La eliminación biológica mejorada de fósforo (EBPR) se basa en el desarrollo de poblaciones bacterianas que tengan la capacidad de almacenar entre un 5 y un 30% de su peso seco en fósforo. Un sistema EBPR en buen funcionamiento seguido de clarificación puede alcanzar 0,7 mg/L de fósforo en el efluente.

Estos tipos de organismos acumuladores de fósforo (OAF) son únicos porque, aunque son bacterias aerobias, pueden consumir ácidos grasos volátiles (AGV) o carbonos simples en condiciones anaerobias y, cuando vuelven a condiciones aerobias, absorben fósforo adicional en forma de polifosfato.

Otra forma de pensar en el proceso es que se está acondicionando a las bacterias a través de la fase anaeróbica para que estén preparadas para consumir fósforo adicional, igual que los competidores profesionales de la alimentación se preparan para el día del gran evento. Estas bacterias pueden eliminarse del sistema de tratamiento en los lodos activados por residuos (WAS) o recircularse en los lodos activados de retorno (RAS).

Como regla general, la relación mínima DBO:P del afluente debe ser de 25:1 para tener éxito, pero muchos sistemas aumentan el proceso anaeróbico con AGV mediante fermentación en corriente lateral o adición química para proporcionar la DBO necesaria. Si no hay una fuente de carbono suficiente, como los AGV, durante el proceso anaeróbico, los PAO no podrán captar fósforo adicional en condiciones aeróbicas.

Como todo lo demás en el universo, los PAO tienen competidores, sobre todo para los AGV durante la fase anaeróbica. Estas bacterias se denominan organismos acumuladores de glucógeno (OAG). Los GAO no contribuyen a la eliminación de fósforo, y su aumento puede indicar problemas en el sistema EBPR. Piensa en los GAO como ese primo que viene a la fiesta familiar, se lo come todo y se va antes de que llegue la hora de limpiar. No hay mucha ayuda en general con el fósforo.

Hay varios controles de procesos que pueden ayudar a los OAP a dominar. Los PAO prefieren temperaturas más altas que los GAO. Los PAO también prefieren un pH entre 7,25 y 8,0 en el proceso anaeróbico que preseleccionan de forma natural frente a los GAO. También existe una preferencia por determinados AGV, como el ácido propiónico frente al ácido acético, en el proceso anaeróbico que puede utilizarse para empujar a la población microbiana hacia los PAO.

Aunque existen muchas condiciones para satisfacer las necesidades de la EBPR, para tener éxito es posible adaptar los sistemas para que satisfagan sus necesidades y, al mismo tiempo, proporcionen una opción de tratamiento biológico del fósforo. Sin duda merece la pena tenerlo en cuenta a la hora de eliminar el fósforo.