Agua y depuración

¿Cual es el ciclo del nitrógeno en una EDAR?

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El ciclo del nitrógeno en una EDAR son las fases y compuestos por los que pasa el nitrógeno a lo largo de la EDAR.

Se refiere generalmente a EDARs donde hay eliminación de nitrógeno.

El nitrógeno al entrar en una EDAR viene en forma de nitrógeno orgánico y amonio. Es lo que se conoce como nitrógeno total Kjedahl.

En una EDAR urbana media entran unos 55 mg de N/l  de los cuales aproximadamente 35 mg de N/l son de amonio y el resto de nitrógeno orgánico. Dependiendo entre otros factores de de la longitud de la red.

En los tratamientos mecánicos de entrada o pretratamientos se eliminan unos 5 mg de N/l. De los 50 mg de N/l que quedan, la fracción de nitrógeno en forma de amonio aumenta y disminuye la fracción de nitrógeno orgánico.

Aproximadamente un 80% del nitrógeno de salida del pretratamiento es amonio y el resto permanece como nitrógeno orgánico.

Esta transformación ocurre porque al estar el agua en condiciones sin oxígeno, el nitrógeno orgánico (urea  por ejemplo) se va transformando en amonio.

Los 5 mg de N/l que han desparecido se han ido con los sólidos extraídos en el pretratamiento. Al eliminar sólidos se elimina parte de la contaminación orgánica de carbono y también parte del nitrógeno.

Al llegar al reactor biológico las bacterias que se encuentran en el reactor tienen como misión (propia de todo ser vivo) crecer y reproducirse. Para reproducirse consumen el carbono (que viene con la DBO), el oxígeno que se añade con las soplantes y parte del nitrógeno que entra al reactor y otros componentes en menor medida.

Las bacterias por tanto para crecer y reproducirse consumen parte del nitrógeno de entrada.

De esta forma se elimina aproximadamente un 20% del nitrógeno que entra al biológico que es sintetizado por la fauna del interior del reactor.

Quedarían aproximadamente unos 40 mg de N/l.

El nitrógeno que queda en el reactor biológico queda tal y como estaba.

Si se aplica una mayor cantidad de oxigeno del estrictamente necesario, para eliminar el carbono, ese oxígeno sirve para nitrificar el nitrógeno. Es decir, el nitrógeno pasa de la forma reducida (sin oxígeno) forma amonio o amoniacal a la forma de nitratos NO3, pasando por nitritos NO2, en función de la cantidad de oxígeno.

Es decir, oxidando con el oxígeno de las soplantes se pasa de NH4 a NO3.

Al aplicar más oxígeno del estrictamente necesaria para eliminar el carbono, se mantiene la misma cantidad de nitrógeno mg de N/l pero en diferente formato. Siguen siendo unos 40 mg de N /l pero con unos 5 mg de N/l en forma reducida, nitrógeno Kjedahl (amonio+ orgánico)  y los 35 mg de N/l restante en forma de NO3.

Hasta aquí un reactor biológico convencional sin eliminación de nitrógeno. La salida del nitrógeno sería de unos 40 mg de N/l.

En el caso de reactores biológicos con eliminación de nitrógeno (recirculación interna y anoxia previa) en el reactor biológico parte del nitrógeno se elimina a la atmósfera en forma de nitrógeno molecular N2 que es un gas y que se diluye en la atmósfera.

El 71% del aire atmosférico es N2, es decir la mayor parte de la atmósfera es nitrógeno.

Con eliminación biológica de nitrógeno a la salida del reactor biológico quedan menos de  15 mg de N/l, de los que unos 10 mg de N /l son de NO3 y el resto de nitrógeno Kjedahl (amonio + orgánico).

ciclo nitrogeno dibujo

El enlace anterior es un dibujo del ciclo que hace el nitrógeno en una EDAR con eliminación de nitrógeno.