Eficacia y limitaciones del proceso A2O en la eliminación simultánea de tensioactivos y nutrientes de aguas residuales municipales

Por qué importa depurar mejor las aguas residuales

Cada vez que lavamos los platos, ponemos la colada o tiramos de la cisterna, enviamos por el desagüe una mezcla de restos de comida, jabón y nutrientes como nitrógeno y fósforo. Si estas sustancias no se eliminan en las plantas de tratamiento pueden favorecer proliferaciones tóxicas de algas, dañar la fauna y poner en riesgo el agua potable. Este estudio examina qué tan bien un diseño de tratamiento común, denominado proceso A2O, depura las aguas residuales municipales tanto de detergentes como de nutrientes, y dónde están sus puntos débiles en la operación real a lo largo de un año.

Cómo está configurada esta línea de tratamiento

La planta estudiada se encuentra en la provincia de Yazd, en Irán, y utiliza un sistema biológico de tres etapas: un tanque sin oxígeno, un segundo con muy poco oxígeno y un tercero con aire aportado. Las aguas residuales primero pasan por rejillas y desarenado, y luego fluyen por estos tanques en secuencia, antes de que los sólidos decanten en un clarificador y el agua depurada sea desinfectada. Cada mes durante un año, los investigadores muestrearon el agua en varios puntos a lo largo de este recorrido, analizando cuánto de materia orgánica, detergentes, nitrógeno y fósforo permanecía en cada etapa.

Lo que el sistema hace muy bien

La planta demostró ser muy eficaz en eliminar la contaminación orgánica general, que se mide mediante parámetros conocidos como DQO y DBO y que reflejan cuánto oxígeno consumiría el agua si quedara sin tratar. En todas las estaciones, estos valores se redujeron en torno al 96–98%, dejando niveles finales muy por debajo de los límites nacionales para vertido y reúso. Los detergentes, representados por un tensioactivo doméstico ampliamente usado llamado LAS, también se eliminaron con gran eficiencia, con más del 92% de reducción en todas las estaciones y los niveles más bajos en el efluente final. La mayor parte de esta limpieza ocurrió en el tanque aerado, donde microbios activos degradan las moléculas similares al jabón.

Dónde el sistema tiene dificultades

En contraste, el mismo sistema funcionó peor para los nutrientes, especialmente el nitrógeno en forma de nitrato. Dentro de la línea, la amoníaco procedente de los desechos se convierte en nitrato en el tanque aerado, pero no se transforma suficiente de ese nitrato en gas nitrógeno inocuo en el tanque de baja oxigenación. Como resultado, la concentración de nitrato en el efluente final quedó ligeramente por encima del límite nacional más estricto para vertido en pozos de absorción subterránea, aunque cumplía la norma para aguas superficiales. La eliminación de fósforo también fue modesta en conjunto, con solo alrededor de una cuarta parte del fósforo entrante eliminado, a pesar de que el proceso está diseñado para favorecer bacterias que almacenan fósforo.

Por qué el fósforo sigue siendo difícil de eliminar

El estudio señala varias razones por las que la eliminación de fósforo se quedó rezagada. El lodo del clarificador se seca en lechos y luego parte de él se retorna al inicio de la línea biológica. En estos lechos de secado las condiciones favorecen la liberación del fósforo almacenado de nuevo al agua, de modo que el flujo reciclado aporta una carga extra de fósforo al primer tanque. Al mismo tiempo, también se recicla algo de nitrato, transformando discretamente el primer tanque de una verdadera zona anóxica a una zona de baja oxigenación que no favorece plenamente a los microbios que normalmente captan y almacenan fósforo. Los propios detergentes pueden además estresar a estas bacterias beneficiosas a ciertas concentraciones, limitando aún más la captura de fósforo.

Qué significa esto para futuras plantas de aguas residuales

En conjunto, los hallazgos muestran que el proceso A2O puede eliminar con fiabilidad los residuos orgánicos y los detergentes de las aguas residuales municipales hasta niveles que cumplen o superan las normas ambientales, pero es menos consistente para nitratos y fósforo. Para las comunidades, esto significa que instalar un sistema A2O no es suficiente; se necesita un ajuste cuidadoso de la aireación, la recirculación de lodos y las fuentes de carbono para que los microbios beneficiosos puedan eliminar los nutrientes según lo previsto. Con ese afinamiento, las plantas existentes podrían proteger mejor ríos, lagos y agua potable mientras siguen manejando la mezcla cotidiana de jabones y residuos de la vida moderna.

Cita: zarei Mahmoudabadi, T., Teimouri, F., Bagheri, A.H. et al. Efficacy and limitations of the A2O process in simultaneous removal of surfactants and nutrients from municipal wastewater. Sci Rep 16, 16196 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45194-w

Palabras clave: tratamiento de aguas residuales, proceso A2O, eliminación de detergentes, contaminación por nutrientes, aguas residuales municipales