Modo de operación basado en el control dinámico del ensuciamiento: Optimización de un biorreactor de membrana

Abstract

The membrane bioreactors are a technology wide- ly applied to wastewater treatment and regeneration. However, its full implementation is hindered by mem- brane fouling, which increases maintenance costs and decreases productivity. Therefore, the development of operation modes that allow the membrane fouling control is fundamental in the implementation of this technology. This paper presents a techno-economic analysis of a process operation mode based on the dy- namic control of the frequency of physical cleaning of the membrane, as a function of the fouling achieved. From experimental data obtained in a pilot-scale in- stallation, empirical models were developed to ana- lyze the effect of the operation variables on fouling. The economic analysis allowed to establish the opti- mal operating conditions, which are given to a filtra- tion and backwash flow of 50 and 35 L/h· m 2 , respec- tively, without the need of membrane aeration during filtration and ensuring an effective fouling control

Los biorreactores de membrana constituyen una tecnología ampliamente aplicada al tratamiento y re- generación de las aguas residuales. Sin embargo, su completa implantación se ve limitada por el ensu- ciamiento de la membrana, que aumenta los costes de mantenimiento y disminuye la productividad. Por ello, el desarrollo de modos de operación que permi- tan el control del ensuciamiento es fundamental en la implantación de la tecnología. Este trabajo presenta un análisis tecno-económico de un modo de opera- ción del proceso basado en el control dinámico de la frecuencia de limpiezas físicas de la membrana, en función del ensuciamiento alcanzado. A partir de da- tos experimentales obtenidos en una instalación a es- cala piloto, se desarrollaron modelos empíricos para analizar el efecto de las variables de operación sobre el ensuciamiento. El análisis económico permitió es- tablecer las condiciones óptimas de operación, que se dan a un flujo de filtración y de retrolavado de 50 y 35 L/h·m 2 , respectivamente, sin necesidad de aireación de la membrana durante la filtración y garantizando un control del ensuciamiento.

Els bioreactors de membrana constitueixen una tec- nologia àmpliament aplicada al tractament i regene- ració de les aigües residuals. No obstant això, la seva completa implantació es veu limitada per l'embruti- ment de la membrana, que augmenta els costos de manteniment i disminueix la productivitat. Per això, el desenvolupament de maneres d'operació que per- metin el control de l'embrutiment és fonamental en la implantació de la tecnologia. Aquest treball presenta una anàlisi tecno-econòmic d'un mode d'operació del procés basat en el control dinàmic de la freqüència de neteges físiques de la membrana, en funció del em- brutiment assolit. A partir de dades experimentals obtingudes en una instal·lació a escala pilot, es van desenvolupar models empírics per analitzar l'efecte de les variables d'operació sobre l'embrutiment. L'anà- lisi econòmica va permetre establir les condicions òp- times d'operació, que es donen en un flux de filtració i de retrorentat de 50 i 35 L/h•m 2 , respectivament, sen- se necessitat de ventilació de la membrana durant la filtració i garantint un control del embrutiment