Diseño de una planta piloto de un fotobiorreactor de membrana

Abstract

En los últimos años, debido a la escasez de recursos hídricos por diversas causas, se ha producido una exhaustiva búsqueda de tratamientos capaces de asegurar una adecuada calidad sanitaria para la reutilización de aguas residuales. Principalmente, según los criterios de la normativa vigente en España, el Real Decreto 1620/2007, estos tratamientos se centran en la eliminación de materia en suspensión residual y nutrientes, de compuestos disueltos residuales y de algunos compuestos tóxicos en cantidades traza, además, de la eliminación o inactivación de agentes patógenos. Entre las tecnologías disponibles para la regeneración de aguas residuales destacan los fotobiorreactores de membrana. Sistemas de tratamiento que se basan en la combinación de la tecnología de filtración de membrana y el cultivo de microalgas mediante fotobiorreactores. Estos sistemas han sido objeto de estudio recientemente debido al potencial que presentan en la eliminación de nutrientes y la producción de efluentes de alta calidad con bajos niveles de sustancias orgánicas, patógenos y sólidos en suspensión y un alto contenido en oxígeno disuelto generado a través de la fotosíntesis. Además, se obtiene una biomasa de microalgas que puede ser utilizada como materia prima de productos de alto valor. El presente Trabajo Fin de Máster comprende el diseño de una planta piloto de un fotobiorreactor de membrana, tras la realización de un estado del arte de la tecnología actual. La planta permitirá el desarrollo de investigaciones, posibilitando determinar la capacidad de depuración del proceso, la cinética de crecimiento microbiológico y los mecanismos de ensuciamiento que tengan lugar en la membrana.

In recent years, due to the scarcity of water resources for various reasons, there has been an exhaustive search for treatments capable of ensuring adequate sanitary quality for the reuse of wastewater. Mainly, according to the criteria of the current legislation in Spain, Royal Decree 1620/2007, these treatments focus on the removes of residual suspended matter and nutrients, residual dissolved compounds and some toxic compounds in trace amounts, in addition to the elimination or inactivation of pathogens. Membrane photobioreactors stand out among the technologies available for the regeneration of wastewater. Treatment systems that are based on the combination of membrane filtration technology and the cultivation of microalgae using photobioreactors. These systems have been recently studied due to the potential they present in the removal of nutrients and the production of high quality effluents with low levels of organic substances, pathogens and suspended solids and a high content of dissolved oxygen generated through the photosynthesis. In addition, a microalgae biomass is obtained that can be used as raw material for high-value products. This Master Final Project includes the design of a membrane photobioreactor pilot plant, after conducting a state of the art of current technology. The plant will allow the development of research, making it possible to determine the purification capacity of the process, the kinetics of microbiological growth and the fouling mechanisms that take place in the membrane