Cómo utilizar la electrocoagulación para la eliminación eficiente de fósforo en aguas residuales
En este artículo, discutiremos qué es el fósforo, los efectos de los niveles elevados de fósforo en un ecosistema y cómo la tecnología innovadora de electrocoagulación se puede utilizar de manera sostenible para la eliminación efectiva de fósforo en aguas residuales y fuentes de agua.
¿Qué es el fósforo?
El fósforo es uno de los nutrientes más comunes en el planeta. Se forma naturalmente en la naturaleza, y se puede encontrar en abundancia dentro de los depósitos de rocas minerales, es decir, el grupo de apatita.
Dos minerales en este grupo, hidroxilapatita y fluoroapatita, son las estructuras principales en nuestros huesos y esmalte dental. El fósforo también es importante en el funcionamiento del ADN, ARN y ATP dentro de las células.
Estos hechos hacen que este mineral sea increíblemente valioso en el desarrollo biológico y el funcionamiento de los organismos vivos.
El fósforo se puede utilizar para fabricar fosfato de calcio, un suplemento nutricional para animales y el fósforo puro se utiliza para fabricar productos químicos de procesos industriales. El uso más considerable del fósforo se encuentra en la industria agrícola.
Los fertilizantes para cultivos y jardines están clasificados para nitrógeno, potasio y fósforo, que es vital en la fotosíntesis, cómo las plantas producen azúcares como combustible.
Tan común como el fósforo es en organismos vivos y en uso industrial, hay varias maneras en que el fósforo puede ingresar a las fuentes de agua además de la erosión de las rocas y los sedimentos. A veces se agregan al agua de proceso para evitar la corrosión de la tubería y para tratar el agua de la caldera. Por lo tanto, pueden terminar en agua potable, aguas residuales industriales y corrientes de aguas residuales domésticas. La escorrentía de las granjas puede llevar fertilizantes ricos en fosfato a las aguas superficiales, y estos compuestos también pueden viajar a través del suelo a las fuentes de agua subterránea.
Sin embargo, la afinidad del suelo por el fósforo puede evitar que viaje demasiado lejos en los suministros de agua subterránea.
Finalmente, debido a su presencia en formas de vida orgánicas, los excrementos u organismos en descomposición también pueden transferir fósforo a los sistemas de agua.
¿Cómo puede ser perjudicial el fósforo?
Los niveles muy altos de fósforo pueden ser tóxicos para humanos y animales, causando problemas digestivos en el peor de los casos. El efecto más preocupante del fósforo en las aguas superficiales es su efecto sobre la vida vegetal y el efecto dominó que causa a la vida acuática circundante.
El aumento de los niveles de fósforo en un ecosistema acuático puede conducir a la eutrofización. Este proceso básicamente acelera el proceso de envejecimiento de ese ecosistema en particular. El ciclo natural de producción / consumo se desequilibra por un aumento en el plancton y las algas causadas por los efectos de la eutrofización. Inicialmente, esto aumentará las poblaciones de animales acuáticos debido al aumento de las fuentes de alimentos disponibles.
Sin embargo, si una capa de algas y plancton cubre la superficie del agua, la luz solar ya no puede llegar a otras plantas o vida marina.
Cuando esas plantas mueren, las bacterias comienzan a descomponer los desechos orgánicos y usan el oxígeno en el agua para hacerlo.
Con el tiempo, las bacterias pueden utilizar todo el oxígeno en el agua, lo que matará la mayoría de las formas de vida acuáticas como los peces, que también deberán descomponerse. Sin oxígeno, nuevas bacterias tendrán que presentarse para su descomposición. Estas bacterias producen gas metano en lugar de dióxido de carbono.
Todo esto inevitablemente termina con la fuente de agua convirtiéndose en un pantano lleno de materia orgánica muerta y en descomposición.
En algunos casos, hay un aumento en las algas azul-verdes (cianobacterias) que producen toxinas que pueden causar irritación de la piel o daño hepático a los humanos y también tienen efectos negativos en la salud de la vida silvestre.
Cómo eliminar el fósforo en las aguas residuales?
Para evitar este tipo de efectos ambientales peligrosos, es imprescindible reducir los niveles de fósforo en las aguas residuales y superficiales. La eliminación de fósforo en las aguas residuales mediante electrocoagulación es un excelente método de tratamiento del agua para hacer esto.
Para maximizar la eliminación de fósforo, se deben optimizar algunas variables: pH, densidad de corriente, tiempo y material de electrodo. Echa un vistazo a este estudio hecho en Egipto sobre los efectos de varias variables sobre la cantidad de fósforo removido del agua.
Los resultados mostraron que un pH neutro es óptimo para mayores tasas de eliminación junto con una mayor densidad de corriente y un mayor tiempo de reacción.
La mayor parte de la reducción de fósforo en las aguas residuales se produjo en minutos 50 utilizando un consumo de energía optimizado.
Si bien existen advertencias sobre el uso de densidades de corriente más altas para la eliminación de fósforo, como un mayor consumo de energía y una corrosión más rápida del electrodo, estas son algunas de las consideraciones más importantes al optimizar un proceso de CE para eliminar el fósforo de las aguas residuales.
En Genesis Water Technologies, Inc., realizamos la investigación y las pruebas a escala de banco para garantizar que nuestros sistemas EC especializados estén operando con la máxima eficiencia para garantizar que nuestros clientes obtengan la mayor remoción de fósforo en aguas residuales o una fuente de agua superficial a un nivel óptimo costo operacional.
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