El stripping de amonio es un proceso físico-químico para eliminar el amonio (NH₄⁺) o el amoníaco (NH₃ ) de las aguas residuales. Este proceso se utiliza con frecuencia en el tratamiento de aguas residuales industriales para reducir las altas concentraciones de nitrógeno y cumplir así los límites legales de vertido de aguas residuales a las masas de agua. El proceso se basa en la conversión del amonio disuelto en las aguas residuales en amoníaco gaseoso y su posterior expulsión del flujo de agua.
Índice
Antecedentes técnicos
En las soluciones acuosas, el nitrógeno está presente como ion amonio (NH₄⁺) o como amoníaco (NH₃), dependiendo del valor de pH y de la temperatura del agua. Con un valor de pH bajo, el nitrógeno está presente predominantemente como ion amonio, que permanece disuelto en el agua. Si el pH aumenta, la balanza se inclina a favor del amoniaco, que puede eliminarse de la solución en forma de gas. La extracción de amoníaco utiliza esta relación química para eliminar el nitrógeno del agua en forma de amoníaco gaseoso.
El decapado se realiza en varias etapas:
Ajuste del pH: Para convertir los iones de amonio en amoníaco gaseoso, se aumenta el valor del pH de las aguas residuales a unos 10 u 11, normalmente añadiendo álcalis (por ejemplo, hidróxido de sodio o hidróxido de calcio). En este rango altamente alcalino, la mayor parte del nitrógeno está presente en forma de amoníaco.
Calentamiento: Las aguas residuales suelen calentarse adicionalmente a una temperatura de 25-50°C para reducir la solubilidad del amoníaco en el agua y aumentar la eficacia del proceso de stripping.
Expulsión de gases (stripping): El aire fluye a través de las aguas residuales tratadas en una torre de stripping o lavador de gases. Se sopla aire (o a veces vapor) a través del agua, lo que transfiere el amoníaco a la fase gaseosa. Estas burbujas de gas transportan el amoníaco fuera de la fase acuosa.
Lavado de amoníaco: El amoníaco expulsado se recoge en el flujo de gases de escape y se neutraliza en un lavador de gases situado a continuación. Para ello, el amoniaco suele absorberse en una solución ácida (por ejemplo, ácido sulfúrico) y se liga en forma de sulfato de amonio, que puede reutilizarse como fertilizante.
Ventajas del stripping con amoníaco
- Alta eficacia: el stripping de amonio puede eliminar grandes cantidades de amonio de las aguas residuales, especialmente en el caso de aguas residuales con altas concentraciones de nitrógeno.
- Reciclaje del amoníaco: El amoníaco expulsado puede ligarse en un proceso posterior, como el lavado de amoníaco, y reutilizarse como sulfato de amonio, por ejemplo como fertilizante en la agricultura.
- Evitar los aportes de nitrógeno: La reducción de nitrógeno en las aguas residuales contribuye a reducir la eutrofización de las masas de agua y ayuda a cumplir los límites legales.
Retos y desventajas
Alto valor de pH y consumo de productos químicos: La conversión de amonio en amoniaco requiere grandes cantidades de soluciones alcalinas para elevar el valor de pH de las aguas residuales. Esto puede suponer un aumento de los costes de funcionamiento y requiere la posterior neutralización de las aguas residuales.
Consumo de energía: Como a menudo hay que calentar las aguas residuales, el stripping de amoníaco consume relativamente mucha energía, sobre todo con cantidades muy grandes de aguas residuales.
Tratamiento de gases residuales: El amoníaco expulsado debe recogerse y tratarse en fase gaseosa, lo que requiere una tecnología de planta adicional para evitar la liberación de amoníaco a la atmósfera.
Conclusión
El stripping de amoníaco es un método probado para la eliminación eficaz de amonio y nitrógeno de las aguas residuales industriales, especialmente en aguas residuales con una alta carga de nitrógeno. Al convertir el amonio en amoniaco gaseoso y expulsarlo después, se pueden reducir eficazmente las cargas de nitrógeno. Sin embargo, el proceso requiere un cuidadoso ajuste del pH, un elevado aporte energético y un tratamiento exhaustivo de los gases residuales para aprovechar plenamente las ventajas del stripping de amonio.
