Tecnología de biorreactores de membrana como tratamiento terciario de aguas residuales domésticas

Abstract

Los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales domésticas no permiten alcanzar la calidad exigida para la reutilización de aguas depuradas en algunas aplicaciones, siendo necesaria la implantación de tratamientos terciarios. La utilización de membranas de ultrafiltración o microfiltración se ha convertido en una práctica habitual para permitir obtener un agua regenerada, apta para la reutilización. Por otro lado, en el caso de estaciones depuradoras antiguas es habitual que los efluentes presenten concentraciones relativamente altas de sólidos suspendidos y materia orgánica disuelta. Este escenario dificulta la implantación de tratamientos terciarios de ultrafiltración y microfiltración directa. En estos casos, la utilización de biorreactores de membrana (en inglés, MBR) puede ser una opción atractiva para mejorar la calidad del efluente del tratamiento secundario, si bien ha sido una opción tecnológica escasamente ensayada.

La tecnología MBR aplicada al tratamiento de aguas residuales está ampliamente reconocida y aceptada como vía para lograr aguas regeneradas de alta calidad físico-química y microbiológica. Este sistema modifica el proceso aerobio de lodos activos tradicional, sustituyendo el clarificador secundario por la filtración con membranas. La principal limitación para la implantación de la tecnología MBR es el elevado coste de operación, asociado principalmente al del consumo energético. La energía suministrada a un MBR se utiliza mayoritariamente en la aireación aplicada para controlar el ensuciamiento de la membrana y el buen desarrollo del proceso biológico, llegando a representar hasta un 75% de la demanda energética total de un MBR aerobio.

El concepto de “MBR terciario” aparece como una opción para reducir la materia orgánica en el agua depurada , produciendo así un agua apta para riego agrícola y fines recreativos, acorde a la legislación nacional vigente (RD 1620/2007). Permite obtener un agua con una calidad agronómica óptima, sin generación de sustancias tóxicas indeseables y sin riesgo para su distribución o transporte.

Los costes de operación e instalación limitan la implantación del MBR terciario, por tanto, es necesario optimizar su régimen de operación y garantizar un mínimo ensuciamiento y una operación sostenible. Par ello es imprescindible un estudio profundo del ensuciamiento que experimentan las membranas e idear estrategias que contribuyan a minimizarlo. Además, dada la escasez de estudios previos, debe evaluarse la capacidad de esta tecnología para recuperar nutrientes de las aguas residuales.

El objetivo de la tesis a desarrollar es evaluar la viabilidad de la tecnología MBR como tratamiento terciario de aguas residuales domésticas. Para un análisis detallado de dicha tecnología se plantea su aplicación para un efluente convencional de lodos activos.