Fundamentos y Operación de Reactores Biológicos de Membrana (MBR)

Dimensionamiento y particularidades del proceso MBR

Pretratamiento

Es fundamental evitar que las membranas se colmaten rápidamente con sólidos en suspensión. Por ello, además del pretratamiento convencional (desbaste + desarenado-desengrasado), se realiza un tratamiento avanzado mediante microtamices.

Tanque de homogeneización del caudal

Se utiliza en caso de variaciones importantes del caudal para mantener un flujo constante de paso por las membranas. Su colocación debe realizarse antes del microtamiz.

Decantación primaria

No es imprescindible. Se suele optar por la eliminación de fósforo por vía química.

Ventajas y desventajas de los reactores MBR

Ventajas

• Separación efectiva de microorganismos (virus y bacterias), lo que permite la reutilización del agua.
• Requiere menores volúmenes de instalación.
• Menores costes de construcción.
• Ausencia de fango flotante al prescindir del decantador secundario; el fango queda retenido en la membrana.
• Posibilidad de integrar un post-tratamiento con ósmosis inversa.

Desventajas

• Costes energéticos superiores debido al mayor consumo de O2 para la limpieza de membranas y un menor coeficiente de transferencia.
• Menor eficiencia en la eliminación biológica de nutrientes.
• Elevado coste de reposición de las membranas.
• Necesidad de un tratamiento previo excelente.
• Requiere sistemas complejos de control, contralavado y equipamiento mecánico/eléctrico, lo que incrementa los costes de reparación y mantenimiento.

Descripción secuencial del proceso MBR

Reactor biológico

Es similar al proceso de fangos activos convencional y se dimensiona según la edad del fango necesaria para los rendimientos esperados. La principal diferencia es que se trabaja con concentraciones de MLSS en el reactor de 6 a 10 kg/m³, aproximadamente el doble que en otros procesos, permitiendo reducir el volumen del reactor a la mitad. El fango en exceso es equivalente al de un proceso convencional.

Separación por membranas

Permite el paso de agua y rechaza los contaminantes. Los tamaños de poro utilizados son:

• Microfiltración: Tamaño de poro de 0,2 a 0,4 μm y retención de sustancias con pesos moleculares de 500.000 Daltons.
• Ultrafiltración: Tamaño de poro de 0,03 a 0,04 μm y retención de sustancias con pesos moleculares de 20.000 Daltons.