Evaluación de la recuperación electroquímica de fósforo mediante electrodos modificados en concentrado de lodos digeridos
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Español
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Resumen
La recuperación de fósforo a partir de aguas residuales domésticas representa una estrategia clave para avanzar hacia una gestión circular de los nutrientes. En este estudio se evaluó la electrodeposición catódica de estruvita a escala de laboratorio a partir del centrado de la PTAR El Salitre de Bogotá, empleando electrodos de acero inoxidable previamente modificados con una capa semilla del mismo compuesto. El centrado presentó un contenido promedio de 111 mg/L de fósforo reactivo disuelto, 743 mg/L de nitrógeno amoniacal y 55 mg/L de magnesio, concentraciones que favorecen la recuperación de nutrientes.
Las capas fueron generadas mediante deposición electroforética y electrodeposición catódica; esta última demostró ser el método más eficaz, produciendo superficies con buena adherencia al sustrato y alta rugosidad. El desarrollo de pequeñas cavidades favoreció el crecimiento catódico del mineral y evitó la pasivación completa del electrodo. Se observó que la tasa de crecimiento cristalino aumentó al aplicar potenciales más negativos, alcanzando un valor máximo de 8.98 gm−2h−1 para las condiciones de −2 V, Mg/P=1 y 180 min. La caracterización mediante DRX y EDS confirmó la presencia predominante de estruvita en los depósitos formados sobre el cátodo, sin detección de fases cristalinas secundarias. En conjunto, los resultados demuestran que la incorporación de una capa semilla sobre el electrodo constituye una estrategia prometedora para mejorar la formación y separación del producto en sistemas electroquímicos. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Phosphorus recovery from domestic wastewater represents a key strategy for advancing toward circular nutrient management. In this study, the cathodic electrodeposition of struvite was evaluated using centrate from the El Salitre WWTP in Bogotá, employing stainless steel electrodes previously modified with a seed layer of the same compound. The centrate exhibited average concentrations of 111 mg/L of dissolved reactive phosphorus, 743 mg/L of ammoniacal nitrogen, and 55 mg/L of magnesium, levels that favor nutrient recovery.
The coatings were generated by electrophoretic deposition and cathodic electrodeposition; the latter proved to be the most effective method, producing surfaces with good adhesion to the substrate and high roughness. The development of small surface cavities promoted cathodic mineral growth and prevented complete electrode passivation. The crystal growth rate increased at more negative applied potentials, reaching a maximum value of 8.98 gm−2h−1 under conditions of −2 V, Mg/P = 1, and 180 in. Characterization by XRD and EDS confirmed the predominant presence of struvite in the deposits formed on the cathode, with no detection of secondary crystalline phases. Overall, the results demonstrate that the incorporation of a seed layer onto the electrode constitutes a promising strategy to enhance product formation and separation in electrochemical systems.
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ilustraciones a color, diagramas, fotografías
Palabras clave propuestas
Términos Normalizados
AGUAS RESIDUALES-PRECIPITACION; Sewage - Purification - Precipitation; PRECIPITACION (QUIMICA); Precipitation (chemistry); SEPARACION (TECNOLOGIA); Separation (technology); ELECTROFORESIS; Electrophoresis; ELECTROQUIMICA; Electrochemistry; 620 - Ingeniería y operaciones afines::628 - Ingeniería sanitaria