CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Optimització de les condicions d'operació per a la precipitació d'estruvita a partir de purins de porc

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/a o Cotutor/a: CERRILLO MORENO, MÍRIAM

Departament: DEAB

Títol: Optimització de les condicions d'operació per a la precipitació d'estruvita a partir de purins de porc

Data inici oferta: 11-11-2024      Data finalització oferta: 11-12-2024

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:


En empresa (cal signar un conveni de cooperació)

        Tutor/a Extern: Victor Riau Arenas
        Institució/Empresa: IRTA

Segon tutor/a extern: August Bonmatí

Paraules clau:
Estruvita, Purins, Biofertilitzant, Bioeconomia

Descripció del contingut i pla d'activitats:
L'estudiant/a realitzarà el treball fi de grau en el marc del projecte nacional FERTILAB "Closing cycles towards local sustainability in agriculture: production of nutrient enriched biofertilizers and orgànic amendments with biopesticide and biostimulant properties".
Les activitats a realitzar són:
- Assaigs jar test per a l'ajust de la relació molar N:Mg:P. Es realitzaran assajos para assolir una relació molar 1:1:1, òptima pel procés, mitjançant l'addició de KH2PO4 i MgCl2 ·6H20.
- Assaigs jar test per obtenir la dosi òptima d'àcid a afegir en assaigs de solubilització de fòsfor.
- L'operació d'un reactor de precipitació d'estruvita de 20 L de capacitat.
- L'assecatge i cristal·lització del material obtingut per obtenir estruvita en estat sòlid mitjançant l'ús de l'assecatge solar, així com la caracterització dels productes resultants.

Overview (resum en anglès): Currently, intensive pig farming generates large volumes of slurry, a semi-liquid effluent rich in ammonium and phosphorus. Its inadequate management causes ammonia emissions, leaching of nitrates and eutrophication phenomena that already affect 36% of Catalonia's underground water bodies. At the same time, the European Union depends on more than 90% of imported phosphorus, coming from limited and geographically concentrated deposits.
The recovery of ammonium and phosphorus through the precipitation of struvite turns this residue into a slow-release fertilizer, decreases the pollutant load and reduces external dependence on phosphorus. In addition, by generating an effluent with a lower content of nutrients, the volumes to be transported are minimized and its treatment or local reuse is cheaper.
The main objective of this work was to evaluate the feasibility of precipitating struvite from the liquid fraction of porcine slurry. For this, tests were carried out on a laboratory scale applying two dosage strategies (stoichiometric ratio 1:1:1 or excess of reactants) and, subsequently, the best option was validated in a pilot reactor of 20 L. In order to optimize the process in the laboratory, the slurry was acidified at different pH values to release phosphorus and check if the phosphorus solubilization was sufficient to not require an external addition. Based on the results obtained, nutrient recovery efficiencies were calculated on both scales and the efficiency of the process was compared between the laboratory and the pilot reactor.
The results obtained showed that the precipitation of struvite was viable in both scales. On a laboratory scale, recovery efficiencies of up to 72% for NH4+, 93% for Mg2+ and 96% for PO43- were achieved, while in the pilot reactor the efficiencies were 74%, 87% and 88%, respectively. On the other hand, the acidification tests favored the solubilization of PO43- present in the slurry, although the amount released was not sufficient to reach the stoichiometric conditions required for the formation of struvite, so it was necessary to add external phosphate. The purity of the precipitate was between 34% and 54%, probably limited by the presence of residual organic matter, slight pH deviations and the incorporation of secondary salts during the process.

Aquest projecte està relacionat amb l'adaptació al Canvi Climatic? Sí

Aquest projecte està relacionat amb la digitalització del seu àmbit de treball? No

© CBLTIC Campus del Baix Llobregat - UPC