Reactores Biológicos de Membrana (MBR), la solución compacta al tratamiento biológico de aguas

El término Reactor Biológico de Membrana (MBR) hace referencia a la combinación de un proceso de fangos activos y de separación mediante membranas. Las recientes innovaciones técnicas y las reducciones significativas de costes está conduciendo a un aumento en la aplicación de la tecnología MBR al tratamiento de aguas residuales, tanto municipales como industriales. Algunos de los aspectos más atractivos de los MBR son su bajo requerimiento de espacio, su carácter modular, la flexibilidad en las configuraciones, su estabilidad y la eliminación de los problemas asociados a la sedimentación de los lodos.

 

[Grupo de Procesos y Sistemas de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Madrid]

El término Reactor Biológico de Membrana (MBR) hace referencia a la combinación de un proceso de fangos activos y de separación mediante membranas. Derivan del sistema clásico de tratamiento mediante fangos activados mediante la introducción de un módulo de membranas en lugar del tanque de sedimentación. Los MBR no constituyen una tecnología nueva, pues se desarrollaron hace ya casi tres décadas, pero en la última década su utilización ha aumentado de forma importante gracias a las recientes innovaciones técnicas como a las reducciones significativas de costes. Los MBR son aplicables tanto al tratamiento de aguas residuales municipales como industriales.

 

Las ventajas que presenta un MBR frente a un tratamiento convencional de fangos activos son la eliminación del decantador secundario, reduciendo de este modo el espacio requerido para su instalación, eliminación de los problemas derivados de la ocurrencia de sedimentaciones de lodo deficientes, obtención de efluentes de calidades equiparables a las obtenidas tras un tratamiento terciario, operación del reactor con elevadas concentraciones de sólidos (4-15 g SST/L) lo que hace reducir el espacio e incrementar las cargas volumétricas tratables, posibilidad de ampliación de plantas preexistentes sin necesidad de obra civil y gran estabilidad frente a vertidos de alta carga contaminante.

 

Actualmente existen seis configuraciones principales en los procesos de membrana existiendo diferencias prácticas con beneficios y limitaciones distintas. Las membranas empleadas en este tipo de aplicaciones se sitúan entre los rangos de micro y ultrafiltración, con un tamaño medio de poro entre 0.03 y 0.5 µm según el fabricante.  Las configuraciones son tanto de geometría plana como cilíndrica distinguiéndose:

1. placa plana

2. fibra hueca

3. multitubular

4. tubo capilar

5. filtro de pliegues

6. espiral

 

La elección de cada configuración depende del tipo de efluentes que deben tratarse y de las características del licor mezcla, teniendo en cuenta parámetros como la viscosidad, temperatura, oxígeno disuelto, tendencia a formar espumas, características de los flóculos, la hidrofobicidad y la carga superficial, la presencia de exopolímeros celulares, productos microbiológicos solubles, etc. Los tipos de membranas más empleadas en los MBR son las de fibra hueca y placa plana (Figura 1). Aunque su geometría, hidrodinámica, configuraciones espaciales y propiedades mecánicas son distintas (Tabla 1), los rendimientos obtenidos en estudios comparativos no presentan diferencias significativas entre ambas membranas en términos de eficiencias obtenidas.

 

 

Figura 1. Aspecto general y configuraciones de membranas de placa plana (izquierda) y fibra hueca (derecha).

 

 

Tabla 1. Comparación de la propiedades de membranas de fibra hueca y placa plana.

 

Fibra hueca

Placa plana

Filtración

Solamente por succión

Por succión y gravedad

Pre-tratamiento

Desbaste < 3mm

Desbaste < 1mm

Desgaste mecánico

Elevado rozamiento entre membranas

Retrolavados a contrapresión pueden desfibrilar mebranas

No rozamiento entre membranas

No retrolavados o limpiezas a presión

Control de fouling

Barrido natural por aereación en flujo cruzado

Retrolavado con agua permeada

Barrido natural por aereación en flujo cruzado

Aspiración intermitente

Retrolavado con permeado

Limpieza de mantenimiento

Limpieza química in situ

Limpieza química por inmersión externa

Limpieza física externa

Limpieza química in situ

Limpieza química por inmersión externa

Limpieza física externa

Mantenimiento de las membranas-roturas

En caso de rotura de fibra es imposible su detección

En caso de rotura la placa se elimina o anula

 

El aporte de aire en los MBR se hace necesario no solamente para cubrir las necesidades de oxígeno por parte de los microorganismos en su labor biodegradativa, sino también por las ventajas que se obtienen en la limpieza de la superficie de la membrana y por la generación de una presión transmembrana que impide el crecimiento microbiano sobre la superficie de la membrana.

 

El Mercado actual de los MBR y su proyección futura

 

El mercado de los MBR está experimentando actualmente una aceleración y se espera un crecimiento sostenido al menos durante la presente década. El mercado global se duplicó en un periodo de 5 años desde el 2000 para alcanzar un valor de mercado de 217 millones $ en el 2005, creciendo desde un valor de aproximadamente 10 millones $ en 1995. Además, se espera alcanzar 360 millones $ en 2010. Este crecimiento está superando al alcanzado por otros grandes mercados de equipos de tratamiento de aguas y más rápidamente que mercados de otros tipos de sistemas de membrana.

 

En Europa, el mercado total de MBR para usos tanto industriales como municipales en 1999 se estimó en 25,3 millones de €, llegando a los 32,8 millones en 2002. En 2004, el mercado europeo de MBR está equitativamente repartido entre Reino unido/Irlanda, Alemania, Francia, Países Bajos y Península Ibérica (Figura 2).

 

 

 

Figura 2. Mercado europeo de MBR (Frost y Sullivan, 2005)

 

 

Con nuevos factores entrando en juego, la tecnología MBR está comenzando actualmente a madurar lo que hace esperar que el crecimiento sea sustancial durante la presente década. Las evidencias sugieren que el MBR continuará penetrando en el mercado del tratamiento de efluentes, con un mayor número de intervinientes en el mercado global en alza. Actualmente el mercado está dominado principalmente por dos compañías Zenon (fibra hueca) y Kubota (placa plana). Esta dominancia de las dos empresas se espera que se manten se mantenga a corto y medio plazo.

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Comentarios

Estimados Señores:

Estoy barajando la posibilidad de instalar un sistema de depuración para tto de agua residual urbana, pero desconozco las oparaciones de mantenimiento (preventivo y correctivo) que lleva un sitema MBR. Los costes de explotación según tengo entendido son alto debido a limpiezas químicas. Con que productos se llevan a cabo y con que frecuencia???

Les agradecería me facilitaran información al respecto.

Sin otro particular y esperando noticias vuestras, reciban un cordial saludo.

Antonio González

soy estudiante desde Peru, graciaz por la ayuda del tema.

Para concentraciones del parametro cloruros sobre 2500 mg/l, la remocion en este sistema de cuanto seria?.y la remocion de metales?

atte

Fredy Bustamante

Quimico Industrial

Las limpiezas de las membranas se llevan a cabo mediante diversos sistemas. El primero de ellos es el manteniemiento de una aereación del reactor fuerte que mantenga la superficie limpia lo que supone incluso el 80% de los costes de operación. El segundo son los retrolavados durante los cuales el permeado obtenido es recirculado a contracorriente (los pulsos dependen de la planta). El tercero son los lavados químicos, en los que el agente mas empleado es hipoclorito al 2-5%. El cuarto es el lavado físico, mucho mas costoso y complicado pero que se realiza cada año o dos años y en el único en el que el módulo de membranas debe extraerse del reactor.

Espero que les sea de ayuda,

Víctor Monsalvo

Mensaje al Sr. Saleh Haffar. Por favor, póngase en contacto conmigo al correo electrónico personal macazuba@yahoo.es

y hablaremos.

Gracias

Mensaje al Sr. Saleh Haffar. Por favor, póngase en contacto conmigo al correo electrónico personal macazuba@yahoo.es

y hablaremos.

Gracias

Quisiera saber cual es el precio aproximado de un reactor biologico de membrana

Buenos días,

¿alguien sabe que tipo de tratamiento secundario debe aplicarse a las aguas residuales procedentes de una industria de conservas de pescado?

Muchas gracias.

En respuesta a Mateo,

Sé que en la Universidad de Santiago de Compostela trabajan con aguas residuales procedentes de industrias conserveras. Hasta donde conozco, han aplicado MBR híbridos y SBR aerobios y anaerobios, en algunos casos desarrolando lodos granulares. Las eficiencias mostradas son altas, no solamente en términos de DQO y sólidos, sino que también en eliminación de nutrientes.

Contactando con ellos podrás conocer los procesos mucho mejor.

Un saludo,

Opero un (MBR) de fibra hueca,normalmente su flujo de operacion es de 24 M3/hr. se bajo su flujo de operacion hasta 2 M3/hr le aplique limpieza con aire, le di retrolavados, le aplique hipoclorito de sodio,no funciono, le aplique sosa caustica liquida,tampoco funciono, le agregue acido citrico, tampoco funciono,le agregue acido cloridrico tampoco funciono, que es lo que puedo hacer para limpiar la membrana.

BUENOS DIAS:

NOS GUSTARIA SABER QUIEN FABRICA O COMERCIALIZA EN ESPAÑA LAS MEMBRANAS KUBOTA.

MUCHAS GRACIAS.

quisiera saber mas o menos en cuesta esta el reactor biologico de membrana

qué efecto puede tener sobre las membranas concentraciones elevadas de aluminio provenientes de un tratamiento primario con policloruro de aluminio?

Para Manuel Cassal. Parece que no te quedan muchas soluciones químicas de limpieza para probar. No se si has podido extraer los módulos para realizar una inspección visual, pero es probable que tengas un problema de clogging. Quizás también deberías probar de reducir la concentración de fangos, pues las membranas de fibra hueca trabajan muy mal por encima de 10 g/l.

Para Angel Lopez, las membranas KUBOTA estan representadas en España por HERA AMASA. Si deseas ponerte en contacto con ellos, su teléfono es el 93 591 06 30.

Para Olga Zamorano, depende básicamente del caudal y la carga contaminante a tratar.

Para Cecilia Salgado, es probable que a medio o largo plazo se te produzca un ensuciamiento inorgánico de la membrana, pero se puede eliminar mediante limpieza química ácida con cítrico o clorhidrico.

Para cualquier consulta adicional, pueden contactarme a la siguiente dirección de correo sergi.lluch@heraholding.com

Para Manuel Cassal: estoy de acuerdo con Sergi en que parece que queden muchas soluciones y puede deberse a un clogging, que puede ser tanto o más irreversible cuanta más depresión haya sufrido la membrana.

No obstante, no descarto probar otros protocolos de limpieza o revisar bien los que ha probado. Hay que tener en cuenta que es fundamental la temperatura, la concentración de producto y el tiempo de contacto.

Si quieres, puedes contactar conmigo por e-mail: jlopetegui@likuidnanotek.com

Para Cecilia Salgado: necesitaría conocer más acerca de las dosis empleadas, tipo de membrana, etc. ¿Podrías contactar conmigo?

Muchos apuestan para que el futuro en el sector del agua se encuentre en membranas. Sin embargo, existe alguien que pueda ilustrar las ventajas y desventajas que se tienen cuando se escogen membranas submergibles a diferencia de las presurizadas?

saludo.

soy gerente de integral fluids management ltda , en ciudad Bogota- colombia, estoy interasado en contactar provedores de tecnologia MBR para proyectos en el pais.

agradecemos su valiosa colaboracion

leonardo carreño

(571) 6204628

saludos sres,

escribo en este foro para solicitar de la manera mas cordial y respetuosa, la colaboracion para un tema que me ha estado dando algo de difilcultad en encontrar informa, asi que si alguien pudiese brindarmela se lo agradeceria mucho el tema en cuestion es: REACTORES BIOLOGICOS

Para Leonardo Carreño:

Pertenezco a una empresa dedicada a la depuración de aguas residuales urbanas e industriales de todo tipo. principalmente montamos depuradoras con sistemas SBR, pero ya se están montando también sistemas MBR y otros tipos. Esta empresa se llama Aqualia Industrial (grupo FCC) y trabajamos tanto a nivel nacional como internacional.

Si precisa mmás información puede ponerse en contacto conmigo a través de mi correo: asuarezs@fcc.es

Un saludo.

checa esto

para informacion de la tecnilogia revisar el web http://www.cbringenieria.com.mx link membrana sumergible de ultrafiltracion

Estimados Sres, somos una empresa que comercializamos modulos de membrana para aplicación industrial y aguas urbanas. Pueden descargar nuestro catalogo de aguas en http://www.gvsoluciones.com.

En caso de necesitar más información, estríamos encntados de atenderles en info@gvsoluciones.com

Un saludo

Gonzalo Varela (0034)620954315

La empresa alemana WEHRLE Umwelt GmbH (www.wehrle-umwelt.com) es la empresa pionera en la aplicación de la tecnología MBR en el tratamiento de aguas residuales de alta carga como los lixiviados de vertedero y aguas industriales, con el primer desarrollo a nivel industrial de la biología de alta carga con separación de la biomasa con membranas de ultrafiltración (Proceso BIOMEMBRAT).

Con más de 140 referencias a nivel mundial WEHRLE se ha convertido en líder en el mercado en este sector de tratamiento de aguas.

Las membranas utilizadas para esta aplicación son membranas externas tubulares orgánicas.

Para cualquier cuestión no duden en ponerse en contacto con la filial española (WEHRLE Medioambiente -www.wehrle.es):

Mail: info@wehrle.es

Tlf: 985308571

Saludos .-

Soy un neonato en la aplcación de esta tecnologia de ultrafiltración y me gustaria que me aconsejarais en cuanto a los distintos parametros a tener en cuenta a la hora de trabajar con MBR de fibra hueca.

Las aguas a tratar son mixtas, industriales y urbanas.

gracias y saludos

Referente a el caso planteado por Manu,

Los datos que a continuación te describo no los tomes como algo concreto. Son simplemente una guía general de plantas MBR con tecnología de fibra hueca. Para más información es necesario contar con un mayor conocimiento del caso concreto.

La velocidad de aereación ronda los 25 Nm3/h, el flujo neto entre 7 y 30 L/m2·h (LMH), la permeabilidad va desde 60 hasta 140 LMH/bar, la demanda específica de aire entre 0,25 y 0,375 (Nm3/h·m2) y en términos de aire necesario por m3 de permeado obtenido suelen alcanzarse valores de entre 10 y 50 m3 aire/m3 permeado.

Espero que estos valores de los principales parámetros de operación te sean de ayuda.

Si deseas ponerte en contacto conmigo no dudes en hacerlo.

e-mail: victor.monsalvo@uam.es

Mensaje para el Sr. Carreño,

Soy el gerente de HBiO, diseñamos, fabricamos, instalamos y realizamos el mantenmiiento de instalaciones MBR. Para hacer el mantenimiento controlamos la instalación por telemando y recibimos cada 3 horas un fichero con todos los parámetros de funcionamiento y las alarmas que guardamos en nuestra base de datos.

Actualmente tenemos una delegación en Mexico y estamos implantandonos en otros paises. En nuestra página web verá que estamos orientados a aguas grises pero las instalaciones se han homologado con aguas resudiales urbanas tambien. Nos gustaría poder ofertarle algún proyecto para que pueda comparar la calidad y el precio de nuestra tecnología.

un saludo

Gorka Retolaza

http://www.hbio.es

Saludos

Somos una empresa situada en guipuzkoa, dedicada a la consultoría en ingeniería de tratamiento de aguas residuales.

Somos una ingeniería que desarrolla el ciclo completo o parcial de una instalación de tratamiento de aguas residuales desde su diseño básico (ingeniería, I+D y laboratorio) hasta la entrega llave en mano (puesta en marcha) y supervisión remota.

Nos amoldamos a diferentes soluciones como pueden ser la remodelación de las instalaciones antiguas y a soluciones técnicas de diferentes costes en función de las necesidades del cliente, facilitando siempre el uso tanto de las instalaciones como de los equipos.

Somos especialistas en la tecnología MBR, tanto con membranas externas (Orelis, Likuid) como sumergidas (Zennon, Kubota, Porus Fiber) y en la tecnología de lecho móvil (Anoxkaldnes) para aguas industriales.

No somos fabricantes. Diseñamos acorde a las necesidades y buscamos la tecnología en cada caso

Para cualquier cuestión no duden en ponerse en contacto con nosotros

ASISTENCIA TECNOLÓGICA MEDIOAMBIENTAL, S.A.

Epele Bailara, 29 20120 Hernani (Gipuzkoa)

Tel.: 943 33 18 38 / Fax: 943 33 15 21

http://www.atmsa.com

Estimados Srs.

Con mucho interès seguì las preguntas y respuestas relacionados con el uso del proceso MBR. Pregunto si existen sistemas MBR apropiados para uso a nivel de laboratorio/piloto. Pregunto esto porque en mi paìs, tenemos aguas servidas y municipales de diferente caracterìsticas y composiciòn que ademàs incluye aguas de origen minero que requieren ser tratadas por metales y lodos. No sè si el caso de las MBR se aplicarìa como herramienta experimental para esrudiar con distintos productos para su posterior soluciòn a escalas mayores. Si aplica al caso, me gustarìa saber de que orden de costos de una unidad estamos hablando.

Un cordial saludo,

Germán

HOLA QUISIERA SABER SI HAY ALGUN VIDEO DE COMO FUNCIONE ESTE REACTOR BIOLOGICO CON ALGUN DIAGRAMA DE FLUJO DE DE LOS EQUIPOS DETALLADOS

MUCHAS GRACIAS

MELISSA CACERES

Saludos a todos los participantes,

Quisiera saber si existe alguna experiencia con MBR en tratamiento de efluentes de industrias procesadoras de lacteos (leche, queso yogurt, etc) y sus resultados

Gracias

Gabriel Vivas

El próximo 6 de noviembre se realizará un curso especializado en reactores biológicos de membrana (MBR) en la Universidad Autónoma de Madrid organizado por el Grupo de Procesos y Sistemas de Ingeniería Ambiental.

En el curso se contará con el profesor Simon Judd de la Universidad de Cranfield (Inglaterra), considerado como uno de los mayores expertos en la tecnología de membranas para el tratamiento de aguas. En la sesión de tarde se presentarán casos prácticos de reactores a escala industrial.

Se ha activado una página web (www.remtavares.es) desde la que se puede acceder a toda la información así como al formulario de inscripción.

Un saludo.

Respecto a la consulta de Gabriel Vivas.

Wehrle Umwelt ha suministrado en el 2000 un MBR para la empresa Dairygold la cual se encuentra enmarcada dentro de las mayores industrias lácteas de Europa y se encuentra ubicada en la ciudad de Mitchelstown, Irlanda. Dairygold produce leche en polvo, queso y mantequilla y también posee una instalación de derivados cárnicos.

En Mitchelstown se producen en la temporada láctea (de marzo a noviembre) 7.000 m3/d de aguas residuales, de las cuáles 5.000 m3/d son depuradas en la biología convencional existente y 2.000 m3/d son depuradas en la planta BIOMEMBRAT. Los factores decisivos para que el cliente optase por la instalación de membranas externas tubulares orgánicas frente a las membranas sumergidas fueron su buena accesibilidad y posibilidades de limpieza, la baja superficie de membranas necesaria debido al alta filtrabilidad de este tipo de membranas (> 110 l/m2xh) así como la alta flexibilidad en la elección de las membranas.

Las concentraciones de DBO5 se consiguen reducir hasta valores por debajo de los 5 mg/l , la DQO por su parte se consigue reducir desde los 2.000 mg/l de entrada hasta valores por debajo de 50 mg/l en el vertido. La planta reduce también aprox. el 95% del nitrógeno total contenido en la entrada.

También posee una referencia MBR en la empresa Dairy Crest Group plc. posee las mayores instalaciones de la industria láctea británica. En la fábrica ubicada en Davidstow se produce el conocido queso Cheddar., junto a otros derivados lácteos.

La producción de agua residual en la planta de asciende a cerca de los 2.200 m3/d, de los cuáles un 70% se depura en el BIOMEMBRAT de Wehrle y un 30% mediante un tratamiento biológico existente.

Tras el éxito obtenido con la instalación de la planta realizada en Davidstow, , Dairy Crest Ltd. volvió a confiar en la tecnología encargando a Wehrle Umwelt GmbH en septiembre de 2006 el diseño y construcción de un segundo MBR para el tratamiento de aguas residuales en su fábrica de Foston, Derbyshire.

buenas señores veo que el equipo aqui descrito es de mucha factibilidad en cuanto a industrias grandes o que tengan un problema mi pregunta es en una planta de produccion de peroxido de hidrogeno osea (agua oxigenada ) se producen en varias secciones altos cloruros sera que este reactor sirviria para aminorar la cantidad de cloruros que estas contenidos o que llegan en una piscina de contencion de las difrentes unidades y en donde es mas conveniente colocarlo cerca de la piscina o en pleno proceso de regenaracion y de otras unidades,.

Os mando información sobre el Curso de Verano de la UAM organizado por la Sección Departamental de Ingeniería Química y dirigido por Víctor M. Monsalvo y Elena Díaz.

“HACIA EL CICLO INTEGRAL DEL AGUA”
18, 19 y 20 de julio
Residencia La Cristalera (Miraflores de la Sierra)

El curso cuenta con la participación de profesores de la Sección Departamental de Ingeniería Química de la UAM, de otras universidades (UCM, URJC, UAH) y personal de industrias relacionadas con el tratamiento de aguas.
Matrícula: La matrícula podrá realizarse hasta el 10 de julio o plazas agotadas en la Oficina de Actividades Culturales (Rectorado entreplanta 2ª) o mediante correo electrónico: actividades.culturales@uam.es.
Créditos: 2 créditos de libre configuración ó 1 ECTS.
Becas: se concederán diez becas completas (matrícula y alojamiento) o veinte medias becas (matrícula sin alojamiento), las cuales pueden solicitarse hasta el 10 de junio. Debe presentarse la solicitud, expediente académico oficial de los estudios, fotocopia del DNI o carné de estudiante y, en su caso, la fotocopia de la tarjeta del paro en la Oficina de Actividades Culturales.

Para más información, pueden ponerse en contacto con los directores (victor.monsalvo@uam.es, elena.diaz@uam.es), o bien visitar la siguiente página web: http://www.uam.es/cursosverano.

Reciban un cordial saludo,

Víctor Monsalvo

Hola,soy estudiante de I.Química, en estos momentos estoy realizando el proyecto fin de carrera, que consiste en una planta de tratamiento de lixiviados de vertedero mediante un reactor MBR. Estoy en la fase de diseño del mismo y estoy encontrandome con dificultades a la hora del diseño del MBR, que en este caso es un MBR externo,con un reactor biologico de desnitrificación-nitrificación, me gustaría conocer bibliografía en la que pueda consultar ese tipo de diseño, toda información relacionada con lixiviados y MBR me será muy útil, muchas gracias.
Además tengo una duda al respecto: En mi caso, la concentración de amonio que existe en el lixiviado está en torno a 1200mg/l,¿ una concentración demasiado elevada como para poder reducirla en el reactor D-N?, ademas de que según he leido, altas concentraciones de amonio pueden inhibir a las bacterias responsables del proceso.

Me intereso en conocer el costeo por m3 de agua tratada con MBR para aguas residuales municipales. En particular si tienen experiencias con tratamiento primario avanzado y MBR en conjunto, pues tenemos un proyecto de gran magnitud ty alcance en Puebla, Mexico, requerimos información urgente, así como el costeo para tratar 3.4 m3 por segundo con reuso para servicios, industrial y áreas verdes de la ciudad. Gracias.

Buenas noches necesito hacer un MBR como prototipo para una feria en la universidad pequeño pero con todo quisiera saber si sabes donde lo puedo mandar hacer o de donde me puedo guiar estoy ubicada en bogota colombia.es de suma urgencia gracias por su ayuda

Me gustaria saber:

Si la MBR cuenta con aireacion extendida para mantener los poros de la membrana abiertos, como hacen para extraer el agua? a travez de bombas centrifugas, y si inyectamos aire a la MBR el agua tratada (efluente) saldria hacia las bombas con aire, cierto, entonces como hago para aumentar el flujo de caudal de salida?

Saludos

Hola soy estudiante de ingeniería y estoy haciendo el proyecto final de carrera. Os escribo a ver si me podíais ayudar. Estoy implantando como pretratamiento a una ósmosis inversa un proceso UF con un caudal de 430 metros cúbico hora. He pensado en membranas de fibra hueca sumergida, pero no tengo muchos parámetros para calcular el tipo de membrana y la cantidad de ella.
Os agradecería mucho que me ayudarais.
Un saludo y gracias

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