Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual
En el contexto actual de transición hacia modelos de economía circular y gestión sostenible del recurso hídrico, el presente trabajo de grado tuvo como objetivo evaluar, a escala piloto, el desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes, particularmente fósforo,...
- Autores:
-
Palacios Vélez, María Camila
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/16245
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/16245
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Ingeniería Ambiental
Recuperación de nutrientes
Estruvita
Precipitación química
Aguas residuales
Reactor a escala piloto
Fertilizante organomineral
Nutrient recovery
Struvite
Chemical precipitation
Wastewater
Pilot-scale reactor
Organomineral fertilizer
- Rights
- openAccess
- License
- Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025
| id |
REPOUAO2_fcb6cc2be12739bc492f931888262e61 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:red.uao.edu.co:10614/16245 |
| network_acronym_str |
REPOUAO2 |
| network_name_str |
RED: Repositorio Educativo Digital UAO |
| repository_id_str |
|
| dc.title.spa.fl_str_mv |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| title |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| spellingShingle |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual Ingeniería Ambiental Recuperación de nutrientes Estruvita Precipitación química Aguas residuales Reactor a escala piloto Fertilizante organomineral Nutrient recovery Struvite Chemical precipitation Wastewater Pilot-scale reactor Organomineral fertilizer |
| title_short |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| title_full |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| title_fullStr |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| title_full_unstemmed |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| title_sort |
Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual |
| dc.creator.fl_str_mv |
Palacios Vélez, María Camila |
| dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv |
Vásquez Sarria, Nancy |
| dc.contributor.author.none.fl_str_mv |
Palacios Vélez, María Camila |
| dc.contributor.corporatename.spa.fl_str_mv |
Universidad Autónoma de Occidente |
| dc.contributor.jury.none.fl_str_mv |
Montalvo, Juan Manuel |
| dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv |
Ingeniería Ambiental Recuperación de nutrientes Estruvita Precipitación química Aguas residuales Reactor a escala piloto Fertilizante organomineral |
| topic |
Ingeniería Ambiental Recuperación de nutrientes Estruvita Precipitación química Aguas residuales Reactor a escala piloto Fertilizante organomineral Nutrient recovery Struvite Chemical precipitation Wastewater Pilot-scale reactor Organomineral fertilizer |
| dc.subject.proposal.eng.fl_str_mv |
Nutrient recovery Struvite Chemical precipitation Wastewater Pilot-scale reactor Organomineral fertilizer |
| description |
En el contexto actual de transición hacia modelos de economía circular y gestión sostenible del recurso hídrico, el presente trabajo de grado tuvo como objetivo evaluar, a escala piloto, el desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes, particularmente fósforo, a partir del tratamiento de aguas residuales generadas en el Campus Universitario de la Universidad Autónoma de Occidente. El estudio se desarrolló mediante la operación de un reactor de cristalización de 70 litros, fabricado en acero inoxidable y configurado en tres zonas funcionales: mezcla, reacción y sedimentación. Como reactivos principales se utilizaron cloruro de magnesio (MgCl₂) y licor mixto proveniente del sistema de tratamiento biológico, con el fin de favorecer la formación de estruvita (NH₄MgPO₄·6H₂O), un compuesto con potencial uso como fertilizante organomineral. La metodología incluyó cuatro fases experimentales: ensayos de precipitación química bajo condiciones controladas, caracterización del efluente tratado, análisis fisicoquímico y estructural del lodo generado, y evaluación global del desempeño del sistema. Las variables analizadas incluyeron parámetros de calidad del agua como pH, DBO₅, SST, NTK y ortofosfatos, así como parámetros de calidad del lodo, como la concentración de nutrientes y la presencia de estructuras cristalinas. Los resultados demostraron una reducción significativa de contaminantes en el efluente, logrando en algunos casos niveles cercanos a los establecidos por las Resoluciones 0631 de 2015 y 1256 de 2021 para el vertimiento y reúso de aguas residuales, respectivamente. Adicionalmente, se obtuvo un lodo con características adecuadas para su clasificación como fertilizante organomineral, de acuerdo con la NTC 5167 y el Reglamento (UE) 2019/1009. Este trabajo aporta evidencia técnica relevante sobre la viabilidad de implementar sistemas de recuperación de nutrientes mediante precipitación química en contextos institucionales y a pequeña escala, fortaleciendo así las estrategias de gestión integral del agua y promoviendo la valorización de subproductos en el marco del desarrollo sostenible. |
| publishDate |
2025 |
| dc.date.accessioned.none.fl_str_mv |
2025-07-31T16:24:30Z |
| dc.date.available.none.fl_str_mv |
2025-07-31T16:24:30Z |
| dc.date.issued.none.fl_str_mv |
2025-05-26 |
| dc.type.spa.fl_str_mv |
Trabajo de grado - Pregrado |
| dc.type.coarversion.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 |
| dc.type.coar.eng.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f |
| dc.type.content.eng.fl_str_mv |
Text |
| dc.type.driver.eng.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| dc.type.redcol.eng.fl_str_mv |
http://purl.org/redcol/resource_type/TP |
| dc.type.version.eng.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| format |
http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.citation.spa.fl_str_mv |
Palacios Vélez, M. C. (2025). Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual. (Pasantía de investigación). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/16245 |
| dc.identifier.uri.none.fl_str_mv |
https://hdl.handle.net/10614/16245 |
| dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv |
Universidad Autónoma de Occidente |
| dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv |
Respositorio Educativo Digital UAO |
| dc.identifier.repourl.none.fl_str_mv |
https://red.uao.edu.co/ |
| identifier_str_mv |
Palacios Vélez, M. C. (2025). Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual. (Pasantía de investigación). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/16245 Universidad Autónoma de Occidente Respositorio Educativo Digital UAO |
| url |
https://hdl.handle.net/10614/16245 https://red.uao.edu.co/ |
| dc.language.iso.spa.fl_str_mv |
spa |
| language |
spa |
| dc.relation.references.none.fl_str_mv |
Bunce, J. T., Ndam, E., Ofiteru, I. D., Moore, A., y Graham, D. W. (2018). A review of phosphorus removal technologies and their applicability to small-scale domestic wastewater treatment systems. Frontiers in Environmental Science, 6, 8. https://doi.org/10.3389/fenvs.2018.00008 Campos, C. (2008). New perspectives on microbiological water control for wastewater reuse. Desalination, 218(1–3), 34–42. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.08.002 Carabalí Hurtado, P. (2024). Viabilidad técnica del uso de licor mixto de reactores de lodos activados como alternativa para la recuperación de fósforo [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/15857 Cordell, D., Drangert, J. O., y White, S. (2009). The story of phosphorus: Global food security and food for thought. Global Environmental Change, 19(2), 292–305. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009 Cornel, P., y Schaum, C. (2009). Phosphorus recovery from wastewater: needs, technologies and costs. Water Science and Technology, 59(6), 1069–1076. https://doi.org/10.2166/wst.2009.045 Egle, L., Rechberger, H., Krampe, J., y Zessner, M. (2016). Phosphorus recovery from municipal wastewater: An integrated comparative technological, environmental and economic assessment of P recovery technologies. Science of the Total Environment, 571, 522–542. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.019 Environmental Protection Agency. (2004). National recommended water quality criteria: 2004 (EPA‑823‑R‑04). https://www.epa.gov/quality/national-recommended-water-quality-criteria-2004 European Union. (2019). Regulation (EU) 2019/1009 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 laying down rules on the making available on the market of EU fertilising products and amending Regulations… Official Journal of the European Union, L 170, 1–114. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/1009/oj/eng Feng, J., Burke, I. T., Chen, X., y Stewart, D. I. (2023). Assessing metal contamination and speciation in sewage sludge: Implications for soil application and environmental risk. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 22, 1037–1058. https://doi.org/10.1007/s11157-023-09675-y Fytili, D., y Zabaniotou, A. (2008). Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(1), 116–140. https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.05.014 Grady, C. P. L., Daigger, G. T., y Lim, H. C. (1999). Biological wastewater treatment (2nd ed.). CRC Press. https://archive.org/details/biologicalwastew0002edgrad Hasan, M. N., Altaf, M. M., Khan, N. A., Khan, A. H., Khan, A. A., Ahmed, S., Kumar, P. S., Naushad, M., Rajapaksha, A. U., Iqbal, J., Tirth, V., y Islam, S. (2021). Recent technologies for nutrient removal and recovery from wastewaters: A review. Chemosphere, 277, Article 130328. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130328 Kim, M., y Kim, J. (2021). Performance of an anoxic/oxic reactor in removing organic matter and nutrients from high-strength industrial wastewater. Water Research Letters, 41, 100058. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2021.100058 Larrahondo Chávez, D. A. (2019). Evaluación de la recuperación de fósforo en forma de estruvita a partir de agua residual generada en un campus universitario [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://red.uao.edu.co/handle/10614/11707 Mazuera Ríos, H. (2019). Recuperación de fósforo en forma de hidroxiapatita a partir del agua residual generada en campus universitarios: caso de estudio Universidad Autónoma de Occidente [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11598 Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery (5th ed.). McGraw-Hill Education. https://nap.nationalacademies.org/read/5175/chapter/5 Metcalf y Eddy, Inc. (2003). Wastewater engineering: Treatment and reuse (4th ed.). McGraw-Hill. https://archive.org/details/wastewaterengine0000unse Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago. (2020). Phosphorus Recovery at Stickney Water Reclamation Plant. http://www.mwrd.org Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2014). Decreto 1287 de 2014. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/decreto-1287-de-10-de-julio-de-2014/ Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2015). Decreto 1076 de 2015. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=78153 Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2015). Resolución 0631 de 17 de marzo de 2015. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-631-de-2015/ Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2021). Resolución 1256 de 23 de noviembre de 2021. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-1256-de-2021/ Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (2014). Decreto 1287 de 10 de julio de 2014. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/decreto-1287-de-10-de-julio-de-2014/ Mo, W., y Zhang, Q. (2013). Can municipal wastewater treatment systems be carbon neutral? Journal of Environmental Management, 112, 360–367. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2012.08.014 Moerman, W., Carballa, M., Vandekerckhove, A., Derycke, D., y Verstraete, W. (2009). Phosphate removal in agro-industry: Pilot- and full-scale operational considerations of struvite crystallization. Water Research, 43(7), 1887–1892. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.02.007 Organización Mundial de la Salud. (2006). Guías para la calidad del agua potable: Incorporación del primer apéndice a la tercera edición. Volumen 1: Recomendaciones. https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/69428/9243546969_spa.pdf Ostara. (2022). Pearl® transforms nutrients into fertilizer. https://www.ostara.com/nutrient-recovery/nutrient-recovery-solutions/ Paredes Baquero, V., y Trujillo Chaparro, L. (2021). Análisis de uso potencial de un lodo rico en estruvita obtenido a partir de procesos de precipitación química y cristalización para el tratamiento de agua residual municipal [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/12893 Pastor Alcañiz, L. (2008). Estudio de la precipitación y recuperación del fósforo presente en las aguas residuales en forma de estruvita (MgNH₄PO₄·6H₂O) [Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València]. RiuNet. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2190 Pérez González, D. M. (2012). Estudio de viabilidad para la recuperación de fósforo en forma de estruvita (NH₄MgPO₄·6H₂O) a partir de aguas amarillas y aguas residuales domésticas [Tesis de pregrado, Universidad de los Andes]. https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/25161/u627870.pdf Rivera Velasco, D. (2019). Análisis de las características estructurales de los lodos generados a partir de los procesos fisicoquímicos para la recuperación de nutrientes de agua residual municipal [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11689 Rodríguez Eugenio, N., McLaughlin, M., y Pennock, D. (2019). La contaminación del suelo: una realidad oculta. FAO. https://www.fao.org/3/i9183es/i9183es.pdf Tchobanoglous, G., Burton, F. L., y Stensel, H. D. (2003). Wastewater engineering: Treatment and reuse (4.ª ed.). McGraw-Hill. https://sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/TCHOBANOGLOUS%20et%20al.%202003%20Wastewater%20Engineering.pdf U.S. Environmental Protection Agency. (1999). Wastewater technology fact sheet: Sequencing batch reactors (EPA 932-F-99-073). Office of Water. https://docslib.org/doc/13563574/wastewater-technology-fact-sheet-sequencing-batch-reactors Ujang, Z., y Henze, M. (2006). Municipal wastewater management in developing countries: Principles and engineering. IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781780402505 UNESCO. (2023). Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2023: alianzas y cooperación por el agua. https://www.unesco.org/reports/wwdr/2023/es/download United Nations Environment Programme. (2023). Wastewater – Turning Problem to Solution: A UNEP Rapid Response Assessment. https://wedocs.unep.org/20.500.11822/43142 Universidad Autónoma de Occidente. (2022). Gestión circular del agua: Valorización y aprovechamiento de aguas residuales domésticas generadas en el Campus Universitario UAO (Proyecto 22INTER-412). A+. Universidad Autónoma de Occidente. (2022). Gestión circular del agua: Valorización y aprovechamiento de aguas residuales domésticas generadas en el Campus Universitario UAO (Proyecto 22INTER-412) [Fotografía]. Cortesía de Sebastián Peña Peña. A+. Vaneeckhaute, C., Meers, E., Belia, E., y Vanrolleghem, P. (2020). Modeling and optimization of nutrient recovery from wastes: Advances and limitations. En Biorefinery of Inorganics (pp. 381–404). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118921487.ch8-1 Vásquez Sarria, N., Rivera Velasco, D., Larrahondo Chávez, D., Mazuera Ríos, H., Gandini Ayerbe, M., Goyes López, C., y Mejía Villareal, I. (2022). Struvite and hydroxyapatite recovery from wastewater treatment plant at Autónoma de Occidente University, Colombia. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 6, 1–12. https://hdl.handle.net/10614/14724 Vásquez, S. N., Gandini, A. M., Goyes, L. C., Sánchez, R., y Bolaños, G. (2021). Análisis comparativo de tecnologías para la recuperación de nutrientes como estrategia para la gestión integral del agua residual. Universidad Autónoma de Occidente. Veolia Water Technologies. (2017). Primera planta de recuperación de fósforo mediante estruvita en España: EDAR Sur, Madrid. FutuAmbiente (FuturEnviro), junio 2017. https://www.veoliawatertechnologies.es/sites/g/files/dvc2991/files/document/2020/05/FutuEnviro_Junio2017.pdf |
| dc.rights.spa.fl_str_mv |
Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025 |
| dc.rights.coar.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| dc.rights.uri.eng.fl_str_mv |
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| dc.rights.accessrights.eng.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
| dc.rights.creativecommons.spa.fl_str_mv |
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) |
| rights_invalid_str_mv |
Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.extent.spa.fl_str_mv |
70 páginas |
| dc.format.mimetype.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.spa.fl_str_mv |
Universidad Autónoma de Occidente |
| dc.publisher.program.spa.fl_str_mv |
Ingeniería Ambiental |
| dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv |
Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas |
| dc.publisher.place.spa.fl_str_mv |
Cali |
| institution |
Universidad Autónoma de Occidente |
| bitstream.url.fl_str_mv |
https://red.uao.edu.co/bitstreams/23216ea0-bdb5-43b2-98a2-1fe9028bae2a/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/dcbc9317-7fe0-4b0a-a28e-a820add8c83e/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/a08bc99b-9c2f-40f4-8b32-378a878e36d4/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/82993a90-1b83-4ef8-a95d-2c250a008203/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/de2f387d-5a66-49cc-b3c1-33232b43bf02/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/38427f66-acad-4c48-860e-feaa80f80fe2/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/51804c3d-c791-4acc-bf2a-1d59a920dcb7/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/acada6d5-2727-4064-9d97-158524344733/download https://red.uao.edu.co/bitstreams/eefabacb-86a8-4f26-8499-c3c8213338f7/download |
| bitstream.checksum.fl_str_mv |
c4cfed932eaa86ee2592b813a1b93d02 66d91d2ccaceab50c604e85a58e2f377 d13f6ba0443990a5eccc0b3d81bd9d9a 6987b791264a2b5525252450f99b10d1 94f86ba7889170d8e49799046667e9a4 42807e8323bb273d6ca1d6113ce83785 af1bd203ac9a9b658e7615e77ad641b3 01ea5db567da4af6ba7157a6efa8a15f 5c7a2893ad0e818bada2440ff22a1f54 |
| bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositorio Digital Universidad Autonoma de Occidente |
| repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@uao.edu.co |
| _version_ |
1851053343241142272 |
| spelling |
Vásquez Sarria, Nancyvirtual::6225-1Palacios Vélez, María CamilaUniversidad Autónoma de OccidenteMontalvo, Juan Manuel2025-07-31T16:24:30Z2025-07-31T16:24:30Z2025-05-26Palacios Vélez, M. C. (2025). Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual. (Pasantía de investigación). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/16245https://hdl.handle.net/10614/16245Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/En el contexto actual de transición hacia modelos de economía circular y gestión sostenible del recurso hídrico, el presente trabajo de grado tuvo como objetivo evaluar, a escala piloto, el desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes, particularmente fósforo, a partir del tratamiento de aguas residuales generadas en el Campus Universitario de la Universidad Autónoma de Occidente. El estudio se desarrolló mediante la operación de un reactor de cristalización de 70 litros, fabricado en acero inoxidable y configurado en tres zonas funcionales: mezcla, reacción y sedimentación. Como reactivos principales se utilizaron cloruro de magnesio (MgCl₂) y licor mixto proveniente del sistema de tratamiento biológico, con el fin de favorecer la formación de estruvita (NH₄MgPO₄·6H₂O), un compuesto con potencial uso como fertilizante organomineral. La metodología incluyó cuatro fases experimentales: ensayos de precipitación química bajo condiciones controladas, caracterización del efluente tratado, análisis fisicoquímico y estructural del lodo generado, y evaluación global del desempeño del sistema. Las variables analizadas incluyeron parámetros de calidad del agua como pH, DBO₅, SST, NTK y ortofosfatos, así como parámetros de calidad del lodo, como la concentración de nutrientes y la presencia de estructuras cristalinas. Los resultados demostraron una reducción significativa de contaminantes en el efluente, logrando en algunos casos niveles cercanos a los establecidos por las Resoluciones 0631 de 2015 y 1256 de 2021 para el vertimiento y reúso de aguas residuales, respectivamente. Adicionalmente, se obtuvo un lodo con características adecuadas para su clasificación como fertilizante organomineral, de acuerdo con la NTC 5167 y el Reglamento (UE) 2019/1009. Este trabajo aporta evidencia técnica relevante sobre la viabilidad de implementar sistemas de recuperación de nutrientes mediante precipitación química en contextos institucionales y a pequeña escala, fortaleciendo así las estrategias de gestión integral del agua y promoviendo la valorización de subproductos en el marco del desarrollo sostenible.In the current context of transitioning to circular economy models and sustainable wáter resource management, this thesis aimed to evaluate, at a pilot scale, the performance of a chemical precipitation process for nutrient recovery, particularly phosphorus, from the treatment of wastewater generated at the Campus of the Universidad Autónoma de Occidente. The study was conducted by operating a 70-liter crystallization reactor, made of stainless Steel and configured into three functional zones: mixing, reaction, and sedimentation. The main reagents used were magnesium chloride (MgCl₂) and mixed liquor from the biological treatment system, to favor the formation of struvite (NH₄MgPO₄·6H₂O), a compound with potential use as an organomineral fertilizer. The methodology included four experimental phases: chemical precipitation trials under controlled conditions, characterization of the treated effluent, physicochemical and structural analysis of the generated sludge, and overall system performance evaluation. The analyzed variables included water quality parameters such as pH, BOD₅, TSS, TN, and orthophosphates, as well as sludge quality parameters such as nutrient concentration and the presence of crystalline structures. The results demonstrated a significant reduction of contaminants in the effluent, achieving levels close to those established by the Colombian Environmental Resolutions 0631 of 2015 and 1256 of 2021 for wastewater discharge and reuse. Additionally, a sludge with suitable characteristics for classification as an organomineral fertilizer was obtained, in accordance with NTC 5167 and EU Regulation 2019/1009. This work provides relevant technical evidence on the feasibility of implementing nutrient recovery systems through chemical precipitation in institutional and small-scale contexts, thereby strengthening strategies for integrated wáter management, and promoting the valorization of by-products within the framework of sustainable developmentPasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025PregradoIngeniero(a) Ambiental70 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería AmbientalFacultad de Ingeniería y Ciencias BásicasCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residualTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Bunce, J. T., Ndam, E., Ofiteru, I. D., Moore, A., y Graham, D. W. (2018). A review of phosphorus removal technologies and their applicability to small-scale domestic wastewater treatment systems. Frontiers in Environmental Science, 6, 8. https://doi.org/10.3389/fenvs.2018.00008Campos, C. (2008). New perspectives on microbiological water control for wastewater reuse. Desalination, 218(1–3), 34–42. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.08.002Carabalí Hurtado, P. (2024). Viabilidad técnica del uso de licor mixto de reactores de lodos activados como alternativa para la recuperación de fósforo [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/15857Cordell, D., Drangert, J. O., y White, S. (2009). The story of phosphorus: Global food security and food for thought. Global Environmental Change, 19(2), 292–305. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009Cornel, P., y Schaum, C. (2009). Phosphorus recovery from wastewater: needs, technologies and costs. Water Science and Technology, 59(6), 1069–1076. https://doi.org/10.2166/wst.2009.045Egle, L., Rechberger, H., Krampe, J., y Zessner, M. (2016). Phosphorus recovery from municipal wastewater: An integrated comparative technological, environmental and economic assessment of P recovery technologies. Science of the Total Environment, 571, 522–542. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.019Environmental Protection Agency. (2004). National recommended water quality criteria: 2004 (EPA‑823‑R‑04). https://www.epa.gov/quality/national-recommended-water-quality-criteria-2004European Union. (2019). Regulation (EU) 2019/1009 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 laying down rules on the making available on the market of EU fertilising products and amending Regulations… Official Journal of the European Union, L 170, 1–114. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/1009/oj/engFeng, J., Burke, I. T., Chen, X., y Stewart, D. I. (2023). Assessing metal contamination and speciation in sewage sludge: Implications for soil application and environmental risk. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 22, 1037–1058. https://doi.org/10.1007/s11157-023-09675-yFytili, D., y Zabaniotou, A. (2008). Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(1), 116–140. https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.05.014Grady, C. P. L., Daigger, G. T., y Lim, H. C. (1999). Biological wastewater treatment (2nd ed.). CRC Press. https://archive.org/details/biologicalwastew0002edgradHasan, M. N., Altaf, M. M., Khan, N. A., Khan, A. H., Khan, A. A., Ahmed, S., Kumar, P. S., Naushad, M., Rajapaksha, A. U., Iqbal, J., Tirth, V., y Islam, S. (2021). Recent technologies for nutrient removal and recovery from wastewaters: A review. Chemosphere, 277, Article 130328. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130328Kim, M., y Kim, J. (2021). Performance of an anoxic/oxic reactor in removing organic matter and nutrients from high-strength industrial wastewater. Water Research Letters, 41, 100058. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2021.100058Larrahondo Chávez, D. A. (2019). Evaluación de la recuperación de fósforo en forma de estruvita a partir de agua residual generada en un campus universitario [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://red.uao.edu.co/handle/10614/11707Mazuera Ríos, H. (2019). Recuperación de fósforo en forma de hidroxiapatita a partir del agua residual generada en campus universitarios: caso de estudio Universidad Autónoma de Occidente [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11598Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery (5th ed.). McGraw-Hill Education. https://nap.nationalacademies.org/read/5175/chapter/5Metcalf y Eddy, Inc. (2003). Wastewater engineering: Treatment and reuse (4th ed.). McGraw-Hill. https://archive.org/details/wastewaterengine0000unseMetropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago. (2020). Phosphorus Recovery at Stickney Water Reclamation Plant. http://www.mwrd.orgMinisterio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2014). Decreto 1287 de 2014. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/decreto-1287-de-10-de-julio-de-2014/Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2015). Decreto 1076 de 2015. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=78153Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2015). Resolución 0631 de 17 de marzo de 2015. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-631-de-2015/Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2021). Resolución 1256 de 23 de noviembre de 2021. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-1256-de-2021/Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. (2014). Decreto 1287 de 10 de julio de 2014. https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/decreto-1287-de-10-de-julio-de-2014/Mo, W., y Zhang, Q. (2013). Can municipal wastewater treatment systems be carbon neutral? Journal of Environmental Management, 112, 360–367. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2012.08.014Moerman, W., Carballa, M., Vandekerckhove, A., Derycke, D., y Verstraete, W. (2009). Phosphate removal in agro-industry: Pilot- and full-scale operational considerations of struvite crystallization. Water Research, 43(7), 1887–1892. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.02.007Organización Mundial de la Salud. (2006). Guías para la calidad del agua potable: Incorporación del primer apéndice a la tercera edición. Volumen 1: Recomendaciones. https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/69428/9243546969_spa.pdfOstara. (2022). Pearl® transforms nutrients into fertilizer. https://www.ostara.com/nutrient-recovery/nutrient-recovery-solutions/Paredes Baquero, V., y Trujillo Chaparro, L. (2021). Análisis de uso potencial de un lodo rico en estruvita obtenido a partir de procesos de precipitación química y cristalización para el tratamiento de agua residual municipal [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/12893Pastor Alcañiz, L. (2008). Estudio de la precipitación y recuperación del fósforo presente en las aguas residuales en forma de estruvita (MgNH₄PO₄·6H₂O) [Tesis doctoral, Universitat Politècnica de València]. RiuNet. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2190Pérez González, D. M. (2012). Estudio de viabilidad para la recuperación de fósforo en forma de estruvita (NH₄MgPO₄·6H₂O) a partir de aguas amarillas y aguas residuales domésticas [Tesis de pregrado, Universidad de los Andes]. https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/25161/u627870.pdfRivera Velasco, D. (2019). Análisis de las características estructurales de los lodos generados a partir de los procesos fisicoquímicos para la recuperación de nutrientes de agua residual municipal [Tesis de pregrado, Universidad Autónoma de Occidente]. http://red.uao.edu.co//handle/10614/11689Rodríguez Eugenio, N., McLaughlin, M., y Pennock, D. (2019). La contaminación del suelo: una realidad oculta. FAO. https://www.fao.org/3/i9183es/i9183es.pdfTchobanoglous, G., Burton, F. L., y Stensel, H. D. (2003). Wastewater engineering: Treatment and reuse (4.ª ed.). McGraw-Hill. https://sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/TCHOBANOGLOUS%20et%20al.%202003%20Wastewater%20Engineering.pdfU.S. Environmental Protection Agency. (1999). Wastewater technology fact sheet: Sequencing batch reactors (EPA 932-F-99-073). Office of Water. https://docslib.org/doc/13563574/wastewater-technology-fact-sheet-sequencing-batch-reactorsUjang, Z., y Henze, M. (2006). Municipal wastewater management in developing countries: Principles and engineering. IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781780402505UNESCO. (2023). Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2023: alianzas y cooperación por el agua. https://www.unesco.org/reports/wwdr/2023/es/downloadUnited Nations Environment Programme. (2023). Wastewater – Turning Problem to Solution: A UNEP Rapid Response Assessment. https://wedocs.unep.org/20.500.11822/43142Universidad Autónoma de Occidente. (2022). Gestión circular del agua: Valorización y aprovechamiento de aguas residuales domésticas generadas en el Campus Universitario UAO (Proyecto 22INTER-412). A+.Universidad Autónoma de Occidente. (2022). Gestión circular del agua: Valorización y aprovechamiento de aguas residuales domésticas generadas en el Campus Universitario UAO (Proyecto 22INTER-412) [Fotografía]. Cortesía de Sebastián Peña Peña. A+.Vaneeckhaute, C., Meers, E., Belia, E., y Vanrolleghem, P. (2020). Modeling and optimization of nutrient recovery from wastes: Advances and limitations. En Biorefinery of Inorganics (pp. 381–404). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118921487.ch8-1Vásquez Sarria, N., Rivera Velasco, D., Larrahondo Chávez, D., Mazuera Ríos, H., Gandini Ayerbe, M., Goyes López, C., y Mejía Villareal, I. (2022). Struvite and hydroxyapatite recovery from wastewater treatment plant at Autónoma de Occidente University, Colombia. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 6, 1–12. https://hdl.handle.net/10614/14724Vásquez, S. N., Gandini, A. M., Goyes, L. C., Sánchez, R., y Bolaños, G. (2021). Análisis comparativo de tecnologías para la recuperación de nutrientes como estrategia para la gestión integral del agua residual. Universidad Autónoma de Occidente.Veolia Water Technologies. (2017). Primera planta de recuperación de fósforo mediante estruvita en España: EDAR Sur, Madrid. FutuAmbiente (FuturEnviro), junio 2017. https://www.veoliawatertechnologies.es/sites/g/files/dvc2991/files/document/2020/05/FutuEnviro_Junio2017.pdfIngeniería AmbientalRecuperación de nutrientesEstruvitaPrecipitación químicaAguas residualesReactor a escala pilotoFertilizante organomineralNutrient recoveryStruviteChemical precipitationWastewaterPilot-scale reactorOrganomineral fertilizerComunidad generalPublicationhttps://scholar.google.com/citations?hl=es&user=yS56RFsAAAAJ&view_op=list_works&gmla=AJsN-F4DxFUSv_SkhBieQX8VXZQQKapkbellzk5qlEvgTJvhWaKgEvhlncYMUhwNCFpAs2SFnfqXeWOUVa1VHEXHRS-WRagp2gvirtual::6225-10000-0002-0491-2053virtual::6225-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000446904virtual::6225-17be9a3ac-4d3e-40c5-bce9-5e05ca80ee3evirtual::6225-17be9a3ac-4d3e-40c5-bce9-5e05ca80ee3evirtual::6225-1ORIGINALT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdfT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdfArchivo texto completo del trabajo de grado, PDFapplication/pdf2734280https://red.uao.edu.co/bitstreams/23216ea0-bdb5-43b2-98a2-1fe9028bae2a/downloadc4cfed932eaa86ee2592b813a1b93d02MD51T11455A.xlsxT11455A.xlsxAnexo Aapplication/vnd.openxmlformats-officedocument.spreadsheetml.sheet1346153https://red.uao.edu.co/bitstreams/dcbc9317-7fe0-4b0a-a28e-a820add8c83e/download66d91d2ccaceab50c604e85a58e2f377MD52TA11455_Autorización trabajo de grado.pdfTA11455_Autorización trabajo de grado.pdfAutorización para publicación del trabajo de gradoapplication/pdf397895https://red.uao.edu.co/bitstreams/a08bc99b-9c2f-40f4-8b32-378a878e36d4/downloadd13f6ba0443990a5eccc0b3d81bd9d9aMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81672https://red.uao.edu.co/bitstreams/82993a90-1b83-4ef8-a95d-2c250a008203/download6987b791264a2b5525252450f99b10d1MD54TEXTT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdf.txtT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdf.txtExtracted texttext/plain102766https://red.uao.edu.co/bitstreams/de2f387d-5a66-49cc-b3c1-33232b43bf02/download94f86ba7889170d8e49799046667e9a4MD55T11455A.xlsx.txtT11455A.xlsx.txtExtracted texttext/plain96619https://red.uao.edu.co/bitstreams/38427f66-acad-4c48-860e-feaa80f80fe2/download42807e8323bb273d6ca1d6113ce83785MD57TA11455_Autorización trabajo de grado.pdf.txtTA11455_Autorización trabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain5287https://red.uao.edu.co/bitstreams/51804c3d-c791-4acc-bf2a-1d59a920dcb7/downloadaf1bd203ac9a9b658e7615e77ad641b3MD58THUMBNAILT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdf.jpgT11455_Evaluación a escala piloto del desempeño de un proceso de precipitación química para la recuperación de nutrientes de agua residual.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6619https://red.uao.edu.co/bitstreams/acada6d5-2727-4064-9d97-158524344733/download01ea5db567da4af6ba7157a6efa8a15fMD56TA11455_Autorización trabajo de grado.pdf.jpgTA11455_Autorización trabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13149https://red.uao.edu.co/bitstreams/eefabacb-86a8-4f26-8499-c3c8213338f7/download5c7a2893ad0e818bada2440ff22a1f54MD5910614/16245oai:red.uao.edu.co:10614/162452025-08-03 03:03:28.68https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025open.accesshttps://red.uao.edu.coRepositorio Digital Universidad Autonoma de Occidenterepositorio@uao.edu.coPHA+RUwgQVVUT1IgYXV0b3JpemEgYSBsYSBVbml2ZXJzaWRhZCBBdXTDs25vbWEgZGUgT2NjaWRlbnRlLCBkZSBmb3JtYSBpbmRlZmluaWRhLCBwYXJhIHF1ZSBlbiBsb3MgdMOpcm1pbm9zIGVzdGFibGVjaWRvcyBlbiBsYSBMZXkgMjMgZGUgMTk4MiwgbGEgTGV5IDQ0IGRlIDE5OTMsIGxhIERlY2lzacOzbiBhbmRpbmEgMzUxIGRlIDE5OTMsIGVsIERlY3JldG8gNDYwIGRlIDE5OTUgeSBkZW3DoXMgbGV5ZXMgeSBqdXJpc3BydWRlbmNpYSB2aWdlbnRlIGFsIHJlc3BlY3RvLCBoYWdhIHB1YmxpY2FjacOzbiBkZSBlc3RlIGNvbiBmaW5lcyBlZHVjYXRpdm9zLiBQQVJBR1JBRk86IEVzdGEgYXV0b3JpemFjacOzbiBhZGVtw6FzIGRlIHNlciB2w6FsaWRhIHBhcmEgbGFzIGZhY3VsdGFkZXMgeSBkZXJlY2hvcyBkZSB1c28gc29icmUgbGEgb2JyYSBlbiBmb3JtYXRvIG8gc29wb3J0ZSBtYXRlcmlhbCwgdGFtYmnDqW4gcGFyYSBmb3JtYXRvIGRpZ2l0YWwsIGVsZWN0csOzbmljbywgdmlydHVhbCwgcGFyYSB1c29zIGVuIHJlZCwgSW50ZXJuZXQsIGV4dHJhbmV0LCBpbnRyYW5ldCwgYmlibGlvdGVjYSBkaWdpdGFsIHkgZGVtw6FzIHBhcmEgY3VhbHF1aWVyIGZvcm1hdG8gY29ub2NpZG8gbyBwb3IgY29ub2Nlci4gRUwgQVVUT1IsIGV4cHJlc2EgcXVlIGVsIGRvY3VtZW50byAodHJhYmFqbyBkZSBncmFkbywgcGFzYW50w61hLCBjYXNvcyBvIHRlc2lzKSBvYmpldG8gZGUgbGEgcHJlc2VudGUgYXV0b3JpemFjacOzbiBlcyBvcmlnaW5hbCB5IGxhIGVsYWJvcsOzIHNpbiBxdWVicmFudGFyIG5pIHN1cGxhbnRhciBsb3MgZGVyZWNob3MgZGUgYXV0b3IgZGUgdGVyY2Vyb3MsIHkgZGUgdGFsIGZvcm1hLCBlbCBkb2N1bWVudG8gKHRyYWJham8gZGUgZ3JhZG8sIHBhc2FudMOtYSwgY2Fzb3MgbyB0ZXNpcykgZXMgZGUgc3UgZXhjbHVzaXZhIGF1dG9yw61hIHkgdGllbmUgbGEgdGl0dWxhcmlkYWQgc29icmUgw6lzdGUuIFBBUkFHUkFGTzogZW4gY2FzbyBkZSBwcmVzZW50YXJzZSBhbGd1bmEgcmVjbGFtYWNpw7NuIG8gYWNjacOzbiBwb3IgcGFydGUgZGUgdW4gdGVyY2VybywgcmVmZXJlbnRlIGEgbG9zIGRlcmVjaG9zIGRlIGF1dG9yIHNvYnJlIGVsIGRvY3VtZW50byAoVHJhYmFqbyBkZSBncmFkbywgUGFzYW50w61hLCBjYXNvcyBvIHRlc2lzKSBlbiBjdWVzdGnDs24sIEVMIEFVVE9SLCBhc3VtaXLDoSBsYSByZXNwb25zYWJpbGlkYWQgdG90YWwsIHkgc2FsZHLDoSBlbiBkZWZlbnNhIGRlIGxvcyBkZXJlY2hvcyBhcXXDrSBhdXRvcml6YWRvczsgcGFyYSB0b2RvcyBsb3MgZWZlY3RvcywgbGEgVW5pdmVyc2lkYWQgIEF1dMOzbm9tYSBkZSBPY2NpZGVudGUgYWN0w7phIGNvbW8gdW4gdGVyY2VybyBkZSBidWVuYSBmZS4gVG9kYSBwZXJzb25hIHF1ZSBjb25zdWx0ZSB5YSBzZWEgZW4gbGEgYmlibGlvdGVjYSBvIGVuIG1lZGlvIGVsZWN0csOzbmljbyBwb2Ryw6EgY29waWFyIGFwYXJ0ZXMgZGVsIHRleHRvIGNpdGFuZG8gc2llbXByZSBsYSBmdWVudGUsIGVzIGRlY2lyIGVsIHTDrXR1bG8gZGVsIHRyYWJham8geSBlbCBhdXRvci4gRXN0YSBhdXRvcml6YWNpw7NuIG5vIGltcGxpY2EgcmVudW5jaWEgYSBsYSBmYWN1bHRhZCBxdWUgdGllbmUgRUwgQVVUT1IgZGUgcHVibGljYXIgdG90YWwgbyBwYXJjaWFsbWVudGUgbGEgb2JyYS48L3A+Cg== |