En la digestión anaeróbica de purines de cerdo se produce como subproducto digestato, el cual contiene grandes cantidades de Amonios (NH4+), Fosfatos (PO43-) y sulfuros (S2-), los cuales presentan un potencial riesgo para el medio ambiente. Estos factores de riesgo han forzado que, en el recientemente aprobado reglamento europeo de fertilizantes, el uso de purines y digestatos como fertilizantes este cada vez más restringido. Así, está la necesidad de su recuperación para evitar no solo la contaminación de aguas y suelos, sino también el aprovechamiento de éstos. La recuperación de nutrientes en purines de cerdo y sus digestatos, ha estado principalmente centrada en la recuperación de fosforo y nitrógeno, siendo la estruvita una interesante forma de recuperación de parte de estos nutrientes. Sin embargo, y a excepción de un caso (BioEcoSim), no se ha combinado la precipitación de estruvita con otras tecnologías de recuperación de nutrientes en un mismo sistema. Por otro lado, en ninguna de estas tecnologías se ha pensado en la recuperación secuencial de azufre, fosforo y nitrógeno. Es por tanto el objetivo de este proyecto el desarrollo de un sistema que recupere azufre en forma de azufre elemental (S0), fosforo como estruvita y nitrógeno en forma de poliacrilato de amonio en fase líquida a escala de laboratorio, utilizando un proceso secuencial de cristalización-ultrafiltración asistida por polimeros. El equipo de cristalizaicón obtendrá S0 y estruvita, mientras que el sistema de ultrafiltración asistida por polímeros obtendrá una corriente líquida rica en policarilato de amonio. Se desea llegar a una escala de TRL3-TRL4, probando el sistema tanto con digestato sintético cómo con digestato real, para validad la tecnología bajo condiciones de campo reales. Para lograr el objetivo, se pretende diseñar tanto el cristalizador (recuperación de S0 y estruvita) como el sistema de ultrafiltración a escala laboratorio; posteriormente, se harán ensayos con digestato sintético para obtener las mejores condiciones de operación del sistema secuencial propuesto; finalmente se pretende validar la tecnología con el uso de digestato real a fin de obtener las eficiencias de campo del sistema propuesto.
El proyecto propuesto generará un nuevo proceso (sistema) para la recuperación de tres componentes claves: P y S, ambos de interés comercial y el N, de importancia en la reducción de efectos no deseados en el ecosistema. El sistema de 4 L a escala de laboratorio tiene una unidad de cristalización de P y S (2 L) y otra unidad para la recuperación de N a través de la ultrafiltración (2 L). Cada una de las unidades contará con sistemas de control de T°, pH y flujo de gases, además de la agitación mecánica en el sistema de cristalización.
La tecnología propuesta a escala de laboratorio, pero probada con digestato real, tiene como ventaja el uso de materiales de bajo costo y de producción nacional, tales como un subproducto de la minería del litio, bischofita (sales de magnesio) y zeolita natural, de yacimientos de la región del Maule. Además, el gasto energético asociado a la utilización de microaireación y la inyección de gas carrier (N2 inicialmente, pero puede ser aire) también es menor en comparación a otras tecnologías.
El mercado potencial al que apunta este proyecto son las plantas de crianza de cerdo que tienen biodigestores para el tratamiento de purín. Un mercado secundario serían las empresas que comercializan y distribuyen fertilizantes