[ca] En l'actualitat, el nitrogen i el fòsfor són elements altament demandats per a la producció de fertilitzants. La recuperació i valorització d'aquests elements es presenta com una opció cada vegada més interessant en el sector del tractament de les aigües residuals a causa de les elevades quantitats de nutrients (nitrogen i fòsfor) presents en aquestes. A més, la seua eliminació és un pas de vital importància en àrees d'abocament categoritzades com a sensibles, a causa del gran impacte que poden causar en els ecosistemes aquàtics. En aquest sentit, l'electrodiàlisi (ED) es presenta com una tecnologia fisicoquímica d'electromembrana que, tot i que es ve utilitzant des de fa més de 50 anys per a la dessalinització d'aigües, està actualment cridant l'interès del sector científic a causa de la seua capacitat per tractar les corrents residuals, per una banda, i de concentrar, per l'altra, els nutrients continguts en elles. L'objectiu principal de la present tesi doctoral, emmarcat dins dels principis de sostenibilitat i economia circular, és l'aplicació d'un procés d'electrodiàlisi a l'efluent d'un reactor anaerobi de membranes (AnMBR) per a aconseguir, d'una banda, els límits d'abocament que estableix la Directiva 91/271/CEE en la corrent diluïda i, d'altra banda, concentrar els nutrients continguts en el efluent fins a valors per damunt dels 500 mg N/L i dels 60 mg P/L, amb l'objectiu d'augmentar les eficàcies dels processos posteriors de recuperació, com poden ser els contactors de membranes o la cristal·lització. En aquest treball es van determinar els paràmetres òptims d'operació per al tractament de l'efluent d'un reactor AnMBR en un sistema d'ED convencional de fins a 10 parells de cel·la i amb una àrea de membrana de 64 cm2, mitjançant la realització d'experiments de curta durada. Es va determinar l'efecte de la intensitat aplicada, del tipus de membrana d'intercanvi aniònic (AEM) utilitzada, del nombre de parells de cel·la i del mode d'operació de la font d'alimentació (galvanostàtic o potenciostàtic). Posteriorment, es van realitzar assaigs de major durada per avaluar l'estabilitat del procés en l'assoliment dels objectius d'abocament i de concentració en les corrents diluïda i concentrada, respectivament. També es van avaluar els problemes d'operació més comuns en els sistemes d'electromembrana com són el scaling i el fouling en les membranes d'intercanvi iònic, així com l'aplicació de diferents alternatives al procés d'ED convencional per a fer front a aquests fenòmens i assolir les concentracions objectiu en la corrent concentrada, com són: l'electrodiàlisi reversible (EDR), el pretractament de la corrent d'entrada amb resines d'intercanvi iònic i l'electrodiàlisi selectiva (SED). Es va estudiar també l'aplicació de cel·les en sèrie per al compliment dels límits d'abocament en la corrent diluïda. Els resultats obtinguts en aquesta tesi doctoral demostren la capacitat del sistema d'ED per al tractament de l'efluent d'un AnMBR amb eficàcies d'eliminació de nitrogen i fòsfor superiors al 90%. Es confirma també el potencial de concentració de la tecnologia, amb l'obtenció de concentracions en la corrent concentrada de fins a 1233 mg N-NH4/L i 136 mg P-PO4/L, valors prometedors per a la posterior recuperació dels nutrients en forma de productes de valor afegit com poden ser fertilitzants o estruvita.

[es] En la actualidad, el nitrógeno y el fósforo son elementos altamente demandados para la producción de fertilizantes. La recuperación y valorización de estos elementos se presenta como una opción cada vez más interesante en el sector del tratamiento de las aguas residuales debido a las elevadas cantidades de nutrientes (nitrógeno y fósforo) presentes en estas. Además, su eliminación es un paso de vital importancia en áreas de vertido categorizadas como sensibles, debido al gran impacto que pueden causar en los ecosistemas acuáticos. En este sentido, la electrodiálisis (ED) se presenta como una tecnología fisicoquímica de electromembrana que, aunque se viene utilizando desde hace más de 50 años para la desalinización de aguas, está actualmente atrayendo el interés del sector científico debido a su capacidad de tratar las corrientes residuales, por una parte, y de concentrar, por la otra, los nutrientes contenidos en ellas. El objetivo principal de la presente tesis doctoral, enmarcado dentro de los principios de sostenibilidad y economía circular, es la aplicación de un proceso de ED al efluente de un reactor anaerobio de membranas (AnMBR) para alcanzar, de un lado, los límites de vertido que establece la Directiva 91/271/CEE en la corriente diluida y, del otro, concentrar los nutrientes contenidos en dicho efluente hasta valores por encima de 500 mg N/L y de 60 mg P/L, con el objetivo de aumentar las eficacias de procesos posteriores de recuperación como pueden ser los contactores de membranas o la de cristalización. En este trabajo se determinaron los parámetros óptimos de operación para el tratamiento del efluente de un reactor AnMBR en un sistema de ED convencional de hasta 10 pares de celda y con un área de membrana de 64 cm2, mediante la realización de experimentos de corta duración. Se determinó el efecto de la intensidad aplicada, del tipo de membrana de intercambio aniónico (AEM) utilizada, del número de pares de celda y del modo de operación de la fuente de alimentación (galvanostático o potenciostático). Posteriormente, se realizaron ensayos de mayor duración para evaluar la estabilidad del proceso en la consecución de los objetivos de vertido y de concentración en las corrientes diluida y concentrada, respectivamente. Se evaluaron también los problemas de operación más comunes en los sistemas de electromembrana como son el scaling y el fouling en las membranas de intercambio iónico, así como la aplicación de diferentes alternativas al proceso de ED convencional para hacer frente a estos fenómenos y alcanzar las concentraciones objetivo en la corriente concentrada, como son: la electrodiálisis reversible (EDR), el pretratamiento de la corriente de entrada con resinas de intercambio iónico y la electrodiálisis selectiva (SED). Se estudió también la aplicación de celdas en serie para el cumplimiento de los límites de vertido en la corriente diluida. Los resultados obtenidos en esta tesis doctoral demuestran la capacidad del sistema de ED para el tratamiento del efluente de un AnMBR con eficacias de eliminación de nitrógeno y fósforo superiores al 90%. Se confirma también el potencial de concentración de la tecnología, con la obtención de concentraciones en la corriente concentrada de hasta 1233 mg N-NH4/L y 136 mg P-PO4/L, valores prometedores para la posterior recuperación de los nutrientes en forma de productos de valor añadido como pueden ser fertilizantes o estruvita.