El biorreactor de membrana MBR
Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales que utilizan el tratamiento convencional de lodos activados se enfrentan a una serie de problemas. En concreto, la eliminación de microorganismos. La mayoria de las plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales no están diseñadas para eliminar estos pequeños contaminantes.
Debido a su naturaleza persistente no podrían eliminarse adecuadamente durante un proceso de tratamiento convencional y, esos microcontaminantes aparecen en trazas de agua natural. Por lo tanto, la principal preocupación para la aplicación de agua regenerada es la eliminación efectiva de estos microcontaminantes.
Por ejemplo, la eliminación biológica de ibuprofeno en las EDAR suele ser superior al 75%, la eliminación media informada de estrona es del 83% y la eliminación del 17α-etinilestradiol es incluso superior al 44%.
Las opciones de eliminación de microcontaminantes orgánicos son la adsorción en carbón activado y la desinfección ultravioleta. También se puede emplear procesos de oxidación avanzados como la oxidación del peróxido de hidrógeno y la degradación fotocatalítica.
El principal inconveniente es un alto gasto de implantación de equipos adecuados en la EDAR y un aumento en el coste de funcionamiento. En concreto, este aumento sería debido a pequeños incrementos en el consumo de energía y producción de fangos.
¿Qué es el biorreactor de membrana MBR?
El MBR o Reactor Biológico de membranas es un proceso de fangos activos evolucionado. Se trata de un proceso en la línea de aguas de una depuradora de aguas residuales para separar sólidos mediante la colocación de membranas de filtración. La ventaja de esta tecnología de depuración de aguas residuales es que permite reducir y eliminar etapas habituales en un tratamiento convencional de fangos activos.
Las experiencias en otras EDAR demuestran que se alcanza el 99% de eliminación de sólidos en suspensión, un 98% de reducción de la DBO5 y un 95% en DQO.
MBR el biorreactor de membrana
Los MBR integran un tratamiento biológico convencional junto con una membrana de microfiltración o ultrafiltración, en lugar de un tanque de sedimentación secundario en una planta de convencional.
MBR es una tecnología prometedora que ofrece muchas ventajas en comparación con el proceso de fangos activados. Destacando una mejor y constante eliminación de microcontaminantes. Varias revisiones de la literatura informan sobre el mejor rendimiento del reactor MBR para la eliminación de microcontaminantes en aguas residuales.
El diseño del biorreactor de membranas MBR
El diseño de un sistema de biorreactor de membrana se relaciona en gran medida con:
✅ la configuración de la membrana
✅ el proceso de separación de membranas
✅ el proceso de biotratamiento
Configuración de membranas
La configuración de la membrana se refiere a la geometría de la membrana. Esta puede ser: fibra hueca, hoja plana o tubular. También, se considera la dirección en la que el agua fluye a través de ella. Puede ser desde dentro hacia afuera o de afuera hacia adentro.
La separación de membranas en el biorreactor
La configuración del proceso de separación de membranas se refiere a la colocación del módulo de membrana en el proceso MBR, es decir, puede colocars dentro o fuera del deposito.
Configuración del biotratamiento:
La configuración del proceso de biotratamiento determina la bioquímica. Por tanto, se debe definir:
✅ Los contaminantes a eliminar: materiales orgánicos carbonosos, compuestos amoniacales y nutrientes.
✅ Los productos que se forman. Estos pueden ser: dióxido de carbono o metano, nitrato o nitrógeno, etc…
El biotratamiento con aire se conoce como «tratamiento aeróbico». Este tipo lleva al dióxido de carbono como principal producto a base de carbono. En ausencia de aire, el biotratamiento se denomina «tratamiento anaeróbico», y produce metano.
Los procesos de biotratamiento se pueden configurar como ‘película fija’ o ‘crecimiento suspendido’. Un MBR es un proceso de crecimiento suspendido, basado en el proceso clásico de lodos activados, pero con separación por membrana en lugar de sedimentación de los sólidos biológicos retenidos.
Filtración por membrana
La filtración por membrana también se puede utilizar después de un CAS para eliminar los sólidos residuales. En este caso, no está integrado con el proceso biológico y puede denominarse paso de afino.
Este proceso requiere una serie de elementos, que son:
✅ un tanque de almacenamiento de hipoclorito sódico bien dimensionado para garantizar una autonomía de al menos 15 días al caudal y dosis de la planta. Tendrá instrumentación para la detección de nivel de fluido en el interior de máximo y mínimo nivel, y bloqueo de la instalación por nivel mínimo.
✅ un equipo de dosificación compuesto por dos bombas dosificadoras de membrana. Estas deben estar provistas con dispositivos de regulación electrónica (variadores de frecuencia) conectados mediante señal digital externa.
✅ tuberías desde el punto de almacenamiento hasta el punto de destino incluyendo valvuleria, rebosadero, sistema de vaciado y sistema de carga.
✅ un sistema automático con información proporcionada proporcionada por un medidor de cloro residual.
✅ la instalación de dosificación de cloro estará dimensionada a caudal máximo de la dosificación prevista.
La cloración final se realizará mediante la dosificación en el colector de salida de agua tratada, justo antes de la entrada en el depósito de agua tratada.
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Fuente: Edgardo Vásquez (2015)
Formación recomendada de tratamiento de aguas
Siempre ha trabajado en ingeniería de aguas y energía en grandes empresas como FCC y ACS. Actualmente, lidera el equipo de TECPA y disfruta con la docencia de contenidos innovadores.
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