Tecnologías avanzadas para la eliminación de contaminantes emergentes en estaciones de depuración de aguas residuales.

El bisfenol A (BPA) se considera uno de los contaminantes prioritarios responsable de disfunciones endocrinas en los seres vivos. Su aplicación en la industria de plástico y papel, termina en las plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR), entre otras fuentes. Las concentraciones detectadas de BPA en aguas residuales (AR) y lodos de aguas residuales (LAR) presentan un importante impacto en el medio ambiente. Diferentes tecnologías de tratamiento basadas en métodos de oxidación con peróxido de hidrógeno, peróxido de hidrógeno y sales de hierro (reactivo Fenton), ultrasonidos y ozonización han mostrado su eficacia en la eliminación del BPA. Estos tratamientos permiten obtener productos derivados de los lodos de mayor valor con aplicación como bioplaguicidas, bioherbicidas, biofertilizantes, de bajo coste y competitivos con los productos químicos y biológicos en los mercados actuales. Sin embargo, este campo aplicación es discutible debido a la presencia de compuestos orgánicos como BPA. Los tratamientos mencionados, además de la eliminación del BPA, producen modificaciones importantes en el comportamiento reológico y termodinámico del lodo, permitiendo obtener los productos derivados buscados.

[Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) Universidad Rey Juan Carlos]

Recientemente se ha desarrollado un gran interés por el estudio de pre-tratamientos de aguas residuales (AR) que permitan aumentar su biodegradabilidad, y de manera paralela, obtener lodos del tratamiento biológico que puedan ser aprovechados como productos de mayor valor añadido. La presencia en las aguas de diferentes contaminantes orgánicos, entre ellos el BPA, y su posterior acumulación en los lodos biológicos, cuestiona el reciclaje de los lodos, aunque las directrices actuales relacionadas con la reutilización y el reciclaje de lodos, no tienen en cuenta aún el destino del BPA así como el de otros contaminantes emergentes.

 Por este motivo, en los últimos años numerosos trabajos se han enfocado a la eliminación de estos contaminantes de las aguas residuales y al estudio de la toxicidad de otros subproductos resultantes de la degradación de los contaminantes originales. Así, en el caso particular del BPA, los estudios se han centrado, en algunos casos, en el tratamiento de aguas residuales portadoras de este contaminante, y en otros, directamente sobre lodos, donde la presencia de estos contaminantes resulta un gran inconveniente para su reciclaje en forma de productos de mayor valor en el sector agrícola. Dentro de los tratamientos empleados, determinadas tecnologías de oxidación avanzada como la oxidación Fenton, la ozonización o simplemente la utilización de ultrasonidos han mostrado resultados muy prometedores en el tratamiento de aguas o lodos que contenían BPA.

Así, los ultrasonidos han mostrado valores elevados de eliminación del BPA mediante su descomposición térmica en la interfase vapor-líquido de las cavidades formadas y los radicales generados por la disociación térmica  del agua. Los sistemas de oxidación catalítica Fenton, también han mostrado una elevada eficacia en la degradación de BPA hacia compuestos orgánicos más o menos tóxicos en función de las condiciones del tratamiento, pero con la diferencia de alcanzar un importante porcentaje de mineralización de la materia orgánica, que conduce a una reducción importante de la actividad estrogénica. La ozonización por su parte, también ha logrado resultados muy prometedores en la oxidación del BPA hasta subproductos oxigenados más sencillos gracias a la capacidad oxidante del ozono o de los radicales hidroxilos generados por la descomposición del ozono en medio alcalino.

Estos tratamientos de oxidación también han resultado ventajosos en los procesos posteriores de bioconversión del fango para la obtención de productos de mayor valor añadido. Esto se ha atribuido no sólo al efecto del tratamiento sobre la eliminación del BPA y el aumento de la biodegradabilidad del sustrato, sino también a modificaciones del comportamiento reológico y termodinámico del lodo en la etapa de bioconversión. Estos cambios resultan determinantes en la actividad de los microorganismos presentes en el producto, tales como B. thuringiensis, S. meliloti y T. viride, para producir enzimas (lacasas, esterasas, tirosinasas, oxidasas, hidrolasas) capaces de degradar el propio BPA y otros subproductos tóxicos de su degradación, pudiendo abarcar de manera simultánea la eliminación de éstos y la reducción de toxicidad del producto final. La obtención de productos derivados de lodos sin BPA y otros contaminantes orgánicos tóxicos resulta necesaria para la protección al ecosistema y obtener la aceptación pública para la comercialización de  estos productos.

 Se ha demostrado el reciclaje de los lodos de depuradora hacia nuevos productos de mayor valor añadido (biofertilizantes, bioplaguicidas, bioherbicidas, bioplásticos y agentes de control biológico) a partir de la aplicación de procesos de oxidación avanzada como pre-tratamiento de contaminantes emergentes biodegradables, pero acumulables en los lodos biológicos de depuradora. Estos resultados ponen de manifiesto la necesidad de implantación de nuevas tecnologías de oxidación avanzada para la eliminación de contaminantes emergentes con evidentes repercusiones sobre el aprovechamiento de los fangos biológicos de depuradora.