Eliminación de fósforo en EDAR

El fósforo es un nutriente esencial, pero cuando se encuentra en exceso en los vertidos de aguas residuales urbanas e industriales, puede causar eutrofización en ríos, lagos y embalses, generando proliferación de algas, disminución del oxígeno disuelto y deterioro del ecosistema acuático. En respuesta, normativas como la Directiva 91/271/CEE en Europa imponen límites estrictos a la concentración de fósforo en los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), especialmente en zonas sensibles. Cumplir con estos requisitos exige implementar tecnologías específicas, pero también comprender a fondo las características del agua a tratar y las condiciones de operación de cada planta.

La selección del método de eliminación de fósforo más adecuado depende de múltiples factores: la carga de fósforo en el afluente, el grado de eliminación requerido, las características del tratamiento biológico existente, las restricciones de espacio y, por supuesto, los costes de inversión y operación. En muchos casos, las soluciones más eficaces combinan diferentes procesos en serie o en paralelo, buscando un equilibrio entre rendimiento técnico, simplicidad operativa y sostenibilidad.

Principales métodos de eliminación de fósforo

Uno de los métodos más utilizados es la precipitación química, que consiste en la adición de sales metálicas como cloruro férrico, sulfato de aluminio o cal, que reaccionan con el fósforo formando precipitados insolubles. Estos son separados posteriormente en decantadores o clarificadores. Se trata de un proceso robusto y ampliamente probado, capaz de eliminar más del 90 % del fósforo, incluso con variaciones importantes en la carga. Sin embargo, su principal desventaja es la generación adicional de fangos y el incremento en el consumo de reactivos, lo que eleva el coste de operación y puede afectar otros procesos de la planta si no se gestiona adecuadamente el pH.

Una alternativa cada vez más valorada es la eliminación biológica mejorada del fósforo (EBPR, por sus siglas en inglés), que se basa en el metabolismo de ciertas bacterias especializadas conocidas como PAOs (organismos acumuladores de fósforo). Estas bacterias absorben grandes cantidades de fósforo y lo almacenan intracelularmente cuando se alternan condiciones anaerobias y aeróbicas en el reactor biológico. Este método permite eliminar el fósforo sin necesidad de productos químicos, reduciendo además la producción de fangos. No obstante, requiere un diseño adecuado del sistema biológico y un control cuidadoso de las condiciones operativas, ya que es sensible a variaciones en la carga orgánica y en la temperatura.

Entre las tecnologías que aplican este principio destaca el proceso iSBR/iGSR, que combina el funcionamiento secuencial con automatización avanzada y, en su versión granular, favorece la formación de biomasa con excelentes propiedades de sedimentación. Esta configuración permite una eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo con un control preciso de las fases biológicas y una operación muy estable incluso con cargas variables.

En plantas donde se exige una eliminación aún más estricta, por ejemplo con límites de vertido por debajo de 0,1 mg/L, se recurre a procesos de afinamiento mediante filtración avanzada o adsorción. Estos sistemas emplean materiales específicos, como zeolitas modificadas, hidroxiapatita o carbón activado, así como tecnologías de membrana tipo MBR. Si bien su eficacia es muy alta, también lo son los costes de instalación y mantenimiento, lo que limita su aplicación a casos concretos con requerimientos muy exigentes.

Una línea tecnológica complementaria es la recuperación de fósforo en forma de estruvita (MgNH₄PO₄), un fertilizante de valor comercial. Esta estrategia se puede aplicar, por ejemplo, en corrientes de licor centrado procedentes del tratamiento de fangos, y permite transformar un residuo potencialmente problemático en un recurso útil. Para ello, es necesario controlar el pH y las proporciones de magnesio, amonio y fósforo, y utilizar reactores de cristalización y sistemas de separación sólidos-líquido. Este tipo de enfoque no solo reduce el fósforo en el efluente, sino que también contribuye a disminuir las incrustaciones en tuberías y equipos.

La siguiente tabla resume las principales características comparativas entre estos métodos:

Método	Eficiencia	Coste	Producción de fangos	Complejidad operativa
Precipitación química	Alta (80–95 %)	Medio	Alta	Baja
Eliminación biológica	Media (40–80 %)	Bajo	Baja	Alta
Filtración avanzada	Muy alta (>95 %)	Alto	Baja	Media
Recuperación (estruvita)	Media (40–60 %)	Medio	Baja	Media

Tendencias y consideraciones para una selección óptima

La experiencia operativa en EDAR reales demuestra que no existe una solución universal. Cada planta debe analizar su situación particular, considerando tanto los condicionantes hidráulicos como los objetivos de calidad de vertido. En instalaciones con alta carga de fósforo o sin digestión anaerobia, la precipitación química suele ser la opción más directa. Por el contrario, en aquellas con procesos biológicos robustos y estables, la eliminación biológica puede ofrecer importantes ventajas económicas y ambientales.

Los enfoques más modernos tienden a integrar varias soluciones en esquemas híbridos: por ejemplo, una eliminación biológica primaria combinada con un pulido químico o físico en la línea de afinamiento. Además, la incorporación de sensores de fósforo en línea y sistemas de control automático permite optimizar la dosificación de reactivos o la operación de reactores biológicos, mejorando el rendimiento y reduciendo costes. También gana terreno el aprovechamiento del fósforo como recurso, tanto por su valor agrícola como por su papel estratégico como nutriente limitado a nivel global.