Filtrabilidad de suspensiones microbianas en biorreactores de membrana

Résumé

Índice de contenidos: Nomenclatura y abreviaturas -- Resumen -- Introducción -- Técnica experimental -- Influencia de las características de las suspensiones microbianas en el ensuciamiento de la membrana -- Efecto de la aireación en el ensuciamiento de la membrana -- Eficacia del sistema de control y el efecto de los modos de limpieza física en los BRMS -- Comportamiento de un biorreactor de membrana con limitación de sustrato -- Conclusiones generales y recomendaciones -- Anexos -- La investigación motivo del presente trabajo forma parte del programa sobre la aplicación de membranas de micro y ultrafiltración al tratamiento de aguas residuales, que se viene desarrollando desde hace varios años en el Departamento de Ingeniería Química y Tecnología Farmacéutica de la Universidad de La Laguna. Las normativas sobre calidad de efluentes finales de los procesos de tratamiento de aguas residuales son cada día más restrictivas, tanto para vertido como para reutilización. Este hecho ha requerido la aplicación de nuevos procesos que permitan cumplir con dichas normativas. Teniendo en cuenta esta problemática, se están realizando actualmente estudios en el campo del tratamiento de aguas residuales relativos a la tecnología que mejor se adapte a estas necesidades. La aplicación de la tecnología de los Biorreactores de membrana (BRM) pretende responder, en gran parte, a estas exigencias. Un BRM puede definirse como una modificación de los procesos convencionales de lodos activados, donde la separación de la biomasa se realiza mediante la filtración con membranas. El acoplamiento de una membrana en el reactor ha suscitado un creciente interés debido a las ventajas inherentes que el proceso de BRM ofrece con respecto al tratamiento convencional de lodos activados; entre las que cabe destacar que, la instalación es más compacta y la calidad del efluente es superior a la obtenida en un sistema convencional. Los Biorreactores de membrana admiten una mayor concentración de biomasa en el reactor, así como la supresión del proceso de desinfección posterior. La combinación de una alta concentración de biomasa y la completa retención de sólidos permite operar con elevadas edades de lodo, por lo que se reduce su producción. Por otra parte, los principales inconvenientes que presenta esta tecnología son la inversión inicial y los costes de operación asociados al ensuciamiento de las membranas. Este ensuciamiento es un problema operacional propio de la separación mediante filtración, que consiste en la deposición de distintas especies en la superficie de la membrana, limitando así el flujo de permeado obtenido. De este modo, el objetivo de la presente investigación es contribuir al mejor conocimiento de los mecanismos de ensuciamiento de las membranas, en procesos de filtración de suspensiones microbianas desarrolladas en los sistemas de Biorreactores de membrana sumergida que tratan aguas residuales municipales. Para ello se estudia la influencia de las características de diferentes tipos de suspensiones, el efecto de la aireación, la eficacia del sistema de control, el efecto de los modos de limpieza física y la viabilidad de operar un BRM sin purga de lodo, todo ello sobre el ensuciamiento de las membranas.