Aplicación de biorreactores de membrana al agua residual urbanaconsideraciones para la modificación de los parámetros de proceso

Resumen

Los biorreactores de membrana sumergida (MBR) son una de las nuevas tecnologías empleadas en el tratamiento de agua residual urbana que destaca por la calidad del agua producida, pero que por ser una tecnología reciente sigue presentando posibilidades de implementación y mejora en el proceso. En esta investigación se ha planteado la necesidad de evaluar el funcionamiento de las dos principales tecnologías de MBR (fibra hueca de ultrafiltración y membrana plana de microfiltración) con el objeto de establecer las condiciones operacionales que permitan obtener un efluente y un fango reutilizables en las diferentes circunstancias que puedan presentarse. Para ello se trabajó con dos instalaciones experimentales diseñadas a escala industrial en la conformación de pre-desnitrificación, contando en ambos casos con un tanque de membranas sumergidas, independiente de los reactores biológicos aireado y anóxico. Dichas instalaciones se han operado durante dos años, tratado el agua residual urbana de la depuradora Granada-Sur. Durante este tiempo se ensayaron distintas configuraciones de altura de lámina de agua, tiempo de retención celular (SRT) y tiempo de retención hidráulico (HRT), a la vez que se controlaban los cambios en la temperatura del fango activo y las variaciones en la carga contaminante del influente. En base a estas variables se obtuvieron un total de 31 fases de operación mediante las cuales se ha desarrollado el objetivo de la investigación. Durante ese tiempo se estudió la influencia de la tecnología de membrana en el rendimiento de las instalaciones, así como la influencia de las variables de proceso sobre la calidad del efluente producido, la estabilidad de los fangos generados y sobre el ensuciamiento de las membranas, así como las posibilidades de reutilización del efluente y los fangos generados, incidiendo en la capacidad de eliminación de metales pesados del agua. Los resultados obtenidos muestran que la tecnología de membranas empleada no interfiere en el proceso de depuración a nivel de eliminación de materia orgánica y nitrificación, obteniéndose un efluente de alta calidad y muy estable frente a variaciones de carga al trabajar con valores se SRT superiores a 20 días y HRT superior a 30 horas. La aireación tanto del reactor biológico como del tanque de membranas junto con la recirculación aplicada en el sistema, precisan de un exhaustivo control para asegurar una correcta desnitrificación, siendo este el principal elemento limitante sobre la calidad final del efluente. La temperatura y la carga contaminante afectan a la concentración del fango activo y a sus características, sobre las cuales influirá considerablemente las características del influente. Es por ello preciso para reducir la producción de fango y optimizar sus características trabajar con valores elevados de SRT, debido a su efecto sobre la generación de nueva biomasa. Es destacable que los sistemas MBR permiten la obtención de efluentes con excelentes características para su reutilización con una elevada capacidad de eliminación de metales pesados del agua. Las características microbiológicas del efluente son dependientes de la frecuencia de limpiezas químicas, apreciándose una importante influencia del tipo de membrana a emplear en la calidad, especialmente en la presencia de virus.