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DESARROLLO DEL NUEVO SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS E INDUSTRIALES, PARA SU REUTILIZACIÓN, ALQUE DENOMINAMOS AEMBBR-MBR®, UNIENDO LAS TECNOLOGÍAS DE LECHO MÓVIL (MBBR) Y BIORREACTOR DE MEMBRANAS (MBR)

El proyecto ha sido desarrollado dentro del programa marco RIS3CAT promovido por el Departamento ACCIÓ de la GENERALITAT DE CATALUNYA y financiado parcialmente por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)

Dña. Carmen Castelao Salvador: Directora de proyecto. Apoderada de Biología y Filtración, S.L.

Dr. Martí Crespi Rosell: Director Técnico del proyecto.Director del Laboratorio de Control de la Contaminación Ambiental del INTEXTER, entidad de la UPC (Universidad Politécnica de Catalunya).

Ing. D. Josep Petit Mitjans: Director técnico adjunto. Ingeniero a emérito.

Ing. D. Jordi Pont Salido y Dra Xuefei Yang: Responsables de las operaciones y control de las plantas piloto.

Dra. Mercedes Vilaseca Valvé: Consultora, subdirectora del Laboratorio de Control de Contaminación Ambiental INTEXTER (UPC)

Dr. Víctor López-Grimau: Consultor, profesor de la UPC y colaborador de INTEXTER (UPC).

 

ABSTRACT

La empresa BIOLOGÍA Y FILTRACIÓN, S.L., (BIO-FIL)®, en colaboración con Intexter (UPC) ha desarrollado un nuevo sistema de tratamiento biológico de aguas residuales municipales e industriales, mediante el cual se obtiene una calidad de agua totalmente reutilizable, en el caso de aguas municipales y en la mayoría de las aguas procedientes de procesos industriales. El estudio se ha desarrollado en la Planta Depuradora Municipal de la ciudad de Manresa (Barcelona) tratando en paralelo las mismas aguas que la planta real. En el caso de las aguas residuales industriales las aguas provinieron de una industria de acabados textiles.

 

OBJETO DEL ESTUDIO

En aguas residuales de procedencia urbana, el objeto del estudio y desarrollo de la nueva tecnología consistió en saber que aumento de carga orgánica (caudal m3 x KgDBO/día), podía tratar una planta depuradora existente que opere con sistemas de depuración tradicionales (lodos activos o sistema secuencial), sin necesidad de añadir nueva obra civil. En el caso de plantas para aguas residuales domésticas de nueva construcción, se trató de saber, qué reducción de espacio (superficie-volumen) se puede conseguir con este nuevo sistema respecto a los tradicionales.

En el caso de las aguas residuales de una industria textil, consistió en estudiar hasta que punto se consigue eliminar a la vez la carga orgánica y el color, a efectos de obtener una calidad de agua reutilizable para nuevos procesos de tintura.

 

DESARROLLO DEL ESTUDIO

El nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales para su reutilización denominado AEMBBR-MBR® es un sistema biológico innovador en el mundo de aguas residuales domésticas e industriales, donde se combinan las tecnologías de lecho móvil (MBBR) y el sistema de biorreactor de membranas (MBR) ambos sobradamente probados.

Los estudios se han realizado en dos plantas piloto construidas al efecto para el estudio. Para el caso de las aguas de procedencia municipal, planta piloto 1, se ha construido una planta a escala 1/27.500 (veintisiete mil quinientos), a partir de de los datos suministrados por la propia empresa explotadora de la planta de tratamiento de aguas de Manresa. Para el diseño de esta planta piloto, se tomaron los datos de caudales y cargas orgánicas medias tratadas durante año 2017, en la EDAR de de Manresa. Las plantas piloto se componen de, reactor anóxico y reactor biológico híbrido AEMBBR-MBR® Como se ve en el diagáma inicial.

En el estudio de las aguas residuales industriales, la planta piloto 2, se construyó un 50% más pequeña que la planta 1 ya que los caudales a tratar eran mucho menores, esta planta fue operada por una licenciada en ingeniería textil, Xuefey Yang con cuyo trabajo obtuvo su doctorado en grado de excelencia.

 

EN QUE CONSISTE EL NUEVO SISTEMA

El sistema AEMBBR-MBR®, consiste en unificar en uno solo, los sistemas de lecho móvil (MBBR) y biorreactor de membranas (MBR).

El primero (MBBR) consiste en introducir un sistema de lodos activos, unos rellenos plásticos diseñados al respecto fabricados y patentados por BIO-FIL® ,donde se acumulan colonias de bacterias que favorecen la degradación de la materia orgánica y la transformación de los componentes nitrogenados (NH, NO y NO2) en N gas y agua. Este aumento de concentración de biomasa en el reactor, es lo que permite tratar el aumento de carga orgánica mencionado, pero el sistema necesita de una clarificación tradicional o de un sistema de flotación DAF.

El segundo sistema (MBR), consiste en introducir también en un sistema de lodos activos un conjunto de membranas de ultrafiltración, que permite por si solo tratar una mayor carga orgánica debido a que se consigue una mayor concentración de biomasa en el reactor (hasta 15-20 g/l), gracis a la barrera que constituyen las membranas sobre el lodo, el sistema elimina la decantación secundaria, la cual limita la calidad del agua.

MBR-System + Fibra

Con este sistema se consiguen dos objetivos: una edad del fango mucho mayor que permite una mayor capacidad de tratamiento del orden de 3-5 veces, retiene los llamados contaminantes emergentes (Disrruptores endocrinos, drogas, restos de medicamentos, prácticamente el 100% de bacterias y un porcentaje importante de virus). En el caso de las aguas industriales además se consigue eliminar el 99% del color.

El agua que se trataba en la planta piloto 1, provenía del rebose del decantador primario de la planta real, es decir, libre de grasas y sólidos, (la misma agua que se trataba en los sistemas biológicos de la planta dicha). El agua de la industria textil, llegaba mediante cubas tomada del depósito de homogeneización de la planta textil. En el caso estudiado se han realizado sucesivos procesos de tintura con tals aguas tratadas, con un total éxito, como se ve en los ejemplos finales.

 

COSTE Y DURACIÓN DEL ESTUDIO

El coste total del proyecto ha sido de 434.700 Euros (trescientos veinticuatro mil setecientos), comprendiendo, la compra de las plantas piloto, compra de equipamientos, fungibles y costos de personal. Para la realización del estudio se contrató un ingeniero de grado medio con dedicación exclusiva para el proyecto. Este proyecto ha sido financiada mediante fondos própios, créditos bancarios, y una participación a fondo perdido procedente de los fondos FEDER, a través de ACCIÓ (Generalitat de Catalunya),

La duración del estudio ha sido de 30 meses, se inició en enero del 2019 y se finalizó en marzo del 2021. La duración prevista era de 24 meses pero debido a diversas interrupciones a causa de los temporales Gloria y Filomena, el agua que recibíamos de la decantación primaria de la planta depuradora de manresa contenía lodos y resíduos que llegaban a la planta de los arrastres de los temporales.

Finalment la ejecución del proyecto ha sido un éxito, como vemos en las conclusiones siguientes.

 

CONCLUSIONES

  1. En la planta piloto 1, la dedicada al tratamiento de agus municipales, se ha conseguido tratar una carga 3,8 veces superior en equivalencia a la que actualmente trata la Depuradora Municipal de Manresa,
  2. Eliminación del 99% la DBO5 (carga orgánica) y NTK (nitrógeno total) ambos <10 ppm,
  3. Turvidez < 2.5 NTU
  4. La superficie-volumen a ocupar por una planta de nueva construcción, podría ser como mínimo del 50 %.
  5. El agua obtenida es totalmente reutilizable, sin necesidad de utilizar ningún tipo de reactivo químico.
  6. 6.- Puede inyectarse en acuíferos, limpiezas de calles, estaciones de lavado de coches y sobre todo para el saneamiento de zonas contaminada por los abonos, como son la Manga del Mar menor, la Albufera de Valencia, humedales y lagos y lagunas en general, como es el Lago Titicaca.
  7. El ahorro de energía eléctrica se ha estimado en un 30-35 %,
  8. En aguas residuales de procedencia industrial, se puede reutilizar total o parcialmente para sucesivos procesos productivos, dependiendo del tipo de agua, en otros sería preciso un sistema de ósmosis y/o desinfección
  9. El trabajo completo se publicará en breve en nuestra página web, https://.www.bio-fil.es

 

Muestras de agua cruda y de agua tratada mediante AEMBBR-MBR®

Agua municipal antes y después del tratamiento

Agua textil antes y después del tratamiento

 

MUESTRAS DE TEJIDO DE ALGODÓN TINTADO EN DIFERENTES PROCESOS

 


Premios:

 

Agradecimientos

Consorcio de Aguas de Manresa

Depuradora de Aguas de Manresa.

Dr. Martin Crespi Rosell.

Dra. Mercedes Vilaseca Valví.

Dr. Victor López Grimau

Josep Petit BIO-FIL S.L.