Los biorreactores de membrana (MBR) son una solución innovadora y muy eficaz para el tratamiento de aguas residuales que combina procesos biológicos con la moderna tecnología de membranas. Estos sistemas son especialmente adecuados para aplicaciones en las que se requieren los más altos estándares de depuración, como el tratamiento de aguas residuales municipales, la industria alimentaria o los procesos de producción con un uso intensivo de agua.
La planta de fangos activados por membranas supera las limitaciones de los procesos tradicionales de fangos activados utilizando membranas para la separación sólido-líquido, lo que se traduce en un diseño más compacto, una mejora de la calidad del agua y una mayor eficiencia operativa.
Índice
Funcionamiento del sistema de aireación por membrana
La planta de lodos activados por membrana combina la depuración biológica con la separación física de sólidos. El proceso puede dividirse en las siguientes etapas principales:
Tratamiento biológico: Las aguas residuales son tratadas biológicamente por microorganismos en un tanque de aireación. Estos microorganismos descomponen las impurezas orgánicas (DQO/DBO) y nutrientes como el nitrógeno y el fósforo.
Separación sólido-líquido mediante membranas: en lugar de un decantador secundario convencional, la separación sólido-líquido se realiza mediante módulos de membrana. Las membranas filtran eficazmente el lodo y los microorganismos, de modo que solo sale del sistema el agua depurada (permeado).
Recirculación de lodos: La retención de biomasa por las membranas garantiza una elevada concentración de lodos en el sistema, lo que mejora la depuración biológica y reduce los volúmenes del reactor.
Componentes de un sistema de aireación por membrana
1er tanque de aireación:
Lugar de depuración biológica por microorganismos.
Los sistemas de aireación garantizan el suministro de oxígeno y la mezcla.
2. módulos de membrana:
Componente central del sistema MBR, formado por membranas de ultrafiltración o microfiltración.
Los materiales de las membranas, como PVDF o PES, garantizan resistencia química y durabilidad.
3. unidad de control:
Controla parámetros de funcionamiento como el caudal de fluido, los índices de aireación y la limpieza de la membrana.
4. sistema de limpieza (CIP):
Los ciclos de limpieza química eliminan la suciedad y los depósitos de la superficie de la membrana.
Foto: Biorreactor de membrana compacto de diseño modular(ALMA BIO MBR)
Ventajas del sistema de aireación por membrana
1. alto rendimiento de limpieza:
Eliminación de partículas en suspensión, bacterias y virus a través de las membranas.
Consecución de valores muy bajos de DQO, DBO y nutrientes.
2. Diseño compacto:
La eliminación de los clarificadores secundarios reduce el espacio necesario.
Mayores concentraciones de biomasa en el reactor conducen a menores volúmenes de tratamiento.
3. mejora de la calidad del agua:
El permeado es apto para la reutilización del agua, por ejemplo, como agua de proceso.
4. fiabilidad:
No se producen lodos por materias o sólidos en suspensión.
Rendimiento estable incluso con cargas variables de aguas residuales.
Retos y soluciones
1. incrustaciones e incrustaciones:
Problema: Los depósitos de biomasa o sustancias inorgánicas pueden perjudicar el rendimiento de la membrana.
Solución: limpieza química periódica (CIP), ventilación optimizada y control continuo de los parámetros de funcionamiento.
2. consumo de energía:
Problema: la aireación y el funcionamiento de las membranas requieren más energía.
Solución: uso de sistemas de ventilación energéticamente eficientes y módulos de membrana optimizados.
3. costes:
Problema: mayores costes de inversión en comparación con los sistemas convencionales.
Solución: los menores costes de explotación debidos a la reducción del volumen de lodos y a la reutilización del agua compensan la inversión inicial.
Aplicaciones de los sistemas de aireación por membrana
1. tratamiento de aguas residuales municipales:
Máximo rendimiento en la eliminación de sólidos en suspensión y contaminación orgánica.
Uso en plantas de tratamiento de aguas residuales con espacio limitado.
2. tratamiento de aguas residuales industriales:
Tratamiento de aguas residuales de la industria alimentaria y de bebidas, la industria farmacéutica y la producción química.
Adaptable a composiciones de aguas residuales complejas y variables.
3. Reciclaje del agua:
Pretratamiento de las aguas residuales para evitar la bioincrustación en un sistema de ósmosis inversa aguas abajo.
4. aplicaciones especiales:
Se utiliza en hospitales para el tratamiento de aguas residuales infecciosas.
Utilización en pequeños sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales.
Conclusión
Los sistemas de aireación por membrana ofrecen una extraordinaria combinación de eficacia, flexibilidad y respeto por el medio ambiente. Son ideales para aplicaciones en las que el espacio, la calidad del agua y la sostenibilidad son factores cruciales. Con la planificación, el mantenimiento y la estrategia de funcionamiento adecuados, estos sistemas pueden desempeñar un papel clave en la tecnología moderna del agua y las aguas residuales.
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