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PLANTAS DE TRATAMIENTO MBR
Revalorizando el agua residual

SISTEMA DE TRATAMIENTO BIOLOGICO CONVENCIONAL
Calidad del agua de salida no apta para la reutilizacin
Requerimiento de mayor espacio de instalacin
Problemas de prdida de fangos por desnitrificacin o microorganismos filamentosos (bulking)
Calidad del agua variable y susceptible a cargas puntuales, entrada de txicos y otros factores.
La entrada de txicos que afectan a la biomasa genera turbidez en el efluente
Puntos dbiles del sistema convencional de lodos activados
DECANTACION PRIMARIA
LODOS ACTIVADOS DECANTACION SECUNDARIA
AGUA RESIDUAL
TRATAMIENTO DE FANGOS
EFLUENTE

SISTEMA BIOREACTOR DE MEMBRANA BRM
El sistema bioreactor de membranas, MBR por sus siglas en ingls, s un proceso de tratamiento de aguas que combina la degradacin biolgica realizada en un reactor con biomasa en suspensin y la separacin solidos /liquido mediante filtracin por membrana de micro o ultrafiltracin.
Los bioreactores de membrana se distinguen en dos tipos, en funcin de su configuracin:
Bioreactores con membrana integrada o sumergida la unidad de membrana que realiza la separacin fsica est sumergida en el tanque biolgico.
Bioreactores con membranas externas consiste en la recirculacin del licor de mezcla desde el bioreactor hasta la unidad de membrana que se dispone externamente a la unidad biolgica .
El sistema MBR con membranas exteriores presenta mayor facilidad operacional ya que se manipula, se mantiene y se controla de forma independiente al resto de proceso.
El sistema MBR con membranas internas presenta una instalacin ms compacta.

PROCESO DE TRATAMIENTO EN MBR
El aporte de aire en los MBR se hace necesario no solamente para cubrir las necesidades de oxgeno por parte de los microorganismos en su labor biodegradativa, sino tambin como una operacin para evitar la colmatacin de la superfcie de las membranas.
El agua del reactor biolgico es filtrada pasando a travs de la pared de la membrana, debido a una depresin generada en la aspiracin de la bomba de proceso. El agua filtrada es extrada del sistema mientras el fango y los compuestos de tamao superior al poro de la membrana quedan retenidos y permanecen o retornan al reactor biolgico.
Este ciclo se alterna con una operacin de contralavado, en el que se invierte el sentido del flujo para forzar el paso del agua filtrada desde el interior al exterior de la membrana para limpiarla. Peridicamente, en funcin del grado de ensuciamiento, se realizan limpiezas qumicas en profundidad de las membranas mediante su inmersin en una solucin de limpieza con reactivos qumicos.

TECNOLOGIA DE MEMBRANA
Existen distintos tipos de membranas que pueden clasificarse segn su: Geometria: planas, tubulares, espiral Material de composicin: organicas ( polmeros y copolimeros organicoas) o inorganicas ( ceramicas) Rango de filtracin (micro, ultra, nano )
Las membranas empleadas en la aplicacin en MBR se sitan entre los rangos de micro y ultrafiltracin y las geometras mayor empleadas son las membranas planas y de fibra hueca.
Existen muchos estudios que han demostrado la eficiencia de los sistemas de membrana de ultrafiltracin para eliminar coliformes fecales (Till et al.,1998; Gander I al.2000). Otros que muestan el 100% de eliminacin de bacterias en el permeado ( Aroojo I al.,2005) usando membranas de ultrafiltracinde con diametro de poro de 0,04micras.
Tal como se muestra en la figura de la izquierda en la clasificacin de las membranas segn su rango de separacin, las membranas de micro e ultrafiltracin acta como una barrera frente a las bacterias y virus consiguiendo un mayor grado de depuracin del agua tratada que en sistemas convencionales de fangos activados. Por este motivo se considera que la utilizacin de la tecnologa de membranas garantiza una alta calidad del agua apta para su reutilizacin.

TECNOLOGIA DE MEMBRANA AXG
CARACTERISTICAS DE LAS MEMBRANAS AXG Material de las membranas es Polifluoruro de vinilideno que
se caracteriza por su: Alta resistencia qumica Alta resistencia de temperatura Fuerte resistencia fisica-mecanica Alta capacidad anti ensuciamiento Alto flujo de filtraje por unidad de membrana
Reduccin en la frequencia de limpiezas gracias a la
configuracin de filtraje out-in. Fiabilidad de excelente calidad del agua gracias al rango de
filtracin de 0,03m y su uniformidad de distribucin de los poros.
Bajo coste energetico gracias a la configuracin de filtraje a
baja presin.
La membrana de fibra hueca de PVDF (Polifloruro de vinilideno) es ampliamente utilizada en el tratamiento de aguas residuales tipo MBR por sus buenos resultados en cuanto al rendimiento de filtracin, resistencia mecnica y qumica.

VENTAJAS DEL SISTEMA AXG MBR
Reduccin del 30%-40% del espacio requerido gracias a: Eliminacin del decantador secundario y filtracin terciaria. Menor reactor biologico por su capacidad de operar a concentraciones de biomasa
hasta 10-20g/l
Excelente calidad del agua de salida Eliminacin del 99% de MES y DQO Eliminacin de virus, algas, hongos y protozoos.
Estabilidad en la calidad del agua debido a que el proceso es independiente de factores variables como la carga contaminante, turbidez la sedimentacin de lodos.
Menor produccin de fangos debido a la capacidad de operar a altas edades del fango. Fango de purga ms concentrado
Facilidad de ampliacin por su caracter modular. Mnima intervencin operacional y de manenimiento.
Menor footprint
Hay varias ventajas asociadas con el MBR que lo convierten en una valiosa alternativafrente a las tcnicas de tratamiento convencionales

COMPARATIVA FANGOS ACTIVADOS Y MBR
PARAMETROS INFLUENTE FANGOS ACTIVADOS
MBR
DQO 520 mg/l 75 mg/l 15 mg/l
SS 110 mg/l 40 mg/l 1 mg/l
N total 48,3 mg/l 30,2 mg/l 3,4mg/l
P total 15 mg/l 7,9 mg/l 2,25 mg/l
Turbidez 34 NTU 15 NTU 1 NTU
Los costes de inversin y explotacin en los sistemas MBR son equiparables o incluso mayores que la del reactor biolgico convencional, debido sobretodo al mayor consumo energtico y al coste de las membranas. Sin embargo, si se tiene en cuenta la reutilizacin de las aguas procedentes del MBR, se produce un valor aadido que amortiza la inversin en la mitad de aos que el sistema convencional debido a la reduccin de impuestos en el vertido del agua y la reduccin del consumo del agua potable. De esta manera resulta ser un sistema mucho ms sostenible a nivel ambiental y econmico que el sistema de fangos activados convencional.
CALIDAD DEL AGUA ESPACIO REQUERIDO
INSTALACION 1500m3/d MBR = 595 m2 ASP = 855,25 m2
COSTES EXPLOTACIN Y MANTENIMIENTO
Comparacin de la calidad del efluente entre un proceso convencional de fangos activados y un BRM [Hasar y Kinaci, 2004]

CASO DE ESTUDIO REUTILIZACIN DEL AGUA EN EDAR EXISTENTE MEDIANTE INSTALACIN MBR

CASO DE ESTUDIO CAPACIDAD DE DEPURACIN
Caudal de tratamiento: Caudal diario =1.000 m3/d
Caudal punta = 80 m3/h
Agua residual de entrada: DQO = 500 mg/l DBO5 = 300 mg/l SS = 200 mg/l NTK = 90 mg/l
E.Coli = 48 ufc/100 ml Agua tratada:
DQO < 30 mg/l DBO5 < 10 mg/l SS < 1 mg/l
NTK < 15 mg/l E.Coli < 0 ufc/100 ml

CASO DE ESTUDIO ETAPAS DE DEPURACIN
Tamiz filtrante: Material malla: Acero inoxidable Luz de paso: 1 mm
Homogeneizacin Volumen: 300 m3 Agitadores: 2 mixers
Depsito anxico: Decantador secundario reconvertido en anxico para eliminar nitratos. Volumen tanque: 250 m3 Equipos: 2 mixers Concentracin O2: < 0,1 mg/l
Bioreactor: Eliminacin de materia orgnica y nitrificacin. Volumen tanque: 1.000 m3 Aportacin de aire: 2.400 m3/h Numero de difusores: 600 Concentracin O2: > 2 mg/l Concentracin biomasa: 8-10 g/l
Tratamiento biologico
Pretratamiento

CASO DE ESTUDIO ETAPAS DE DEPURACIN
Filtracion por membrana
Casetes de membranas: Material acero inoxidable Medidas: 1,6 x 1,4 x 1,7 m
Tanque de membrana: Material acero inoxidable Medidas: 7 x 2,4 x 2,7 m
Fibras de membranas: Material PVDF Ultrafiltracin (0,1 micras) PTM < 0,5 bar

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