Aplicación de biorreactores de membrana al agua residual urbana: consideraciones para la modificación de los parámetros de proceso

Los biorreactores de membrana sumergida (MBR) son una de las nuevas tecnologias empleadas en el tratamiento de agua residual urbana que destaca por la calidad del agua producida, pero que por ser una tecnologia reciente sigue presentando posibilidades de implementacion y mejora en el proceso. En esta investigacion se ha planteado la necesidad de evaluar el funcionamiento de las dos principales tecnologias de MBR (fibra hueca de ultrafiltracion y membrana plana de microfiltracion) 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 trabajo con dos instalaciones experimentales disenadas a escala industrial en la conformacion de pre-desnitrificacion, contando en ambos casos con un tanque de membranas sumergidas, independiente de los reactores biologicos aireado y anoxico. Dichas instalaciones se han operado durante dos anos, tratado el agua residual urbana de la depuradora Granada-Sur. Durante este tiempo se ensayaron distintas configuraciones de altura de lamina de agua, tiempo de retencion celular (SRT) y tiempo de retencion hidraulico (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 operacion mediante las cuales se ha desarrollado el objetivo de la investigacion. Durante ese tiempo se estudio la influencia de la tecnologia de membrana en el rendimiento de las instalaciones, asi 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, asi como las posibilidades de reutilizacion del efluente y los fangos generados, incidiendo en la capacidad de eliminacion de metales pesados del agua. Los resultados obtenidos muestran que la tecnologia de membranas empleada no interfiere en el proceso de depuracion a nivel de eliminacion de materia organica y nitrificacion, obteniendose un efluente de alta calidad y muy estable frente a variaciones de carga al trabajar con valores se SRT superiores a 20 dias y HRT superior a 30 horas. La aireacion tanto del reactor biologico como del tanque de membranas junto con la recirculacion aplicada en el sistema, precisan de un exhaustivo control para asegurar una correcta desnitrificacion, siendo este el principal elemento limitante sobre la calidad final del efluente. La temperatura y la carga contaminante afectan a la concentracion del fango activo y a sus caracteristicas, sobre las cuales influira considerablemente las caracteristicas del influente. Es por ello preciso para reducir la produccion de fango y optimizar sus caracteristicas trabajar con valores elevados de SRT, debido a su efecto sobre la generacion de nueva biomasa. Es destacable que los sistemas MBR permiten la obtencion de efluentes con excelentes caracteristicas para su reutilizacion con una elevada capacidad de eliminacion de metales pesados del agua. Las caracteristicas microbiologicas del efluente son dependientes de la frecuencia de limpiezas quimicas, apreciandose una importante influencia del tipo de membrana a emplear en la calidad, especialmente en la presencia de virus.