Tecnología MBBR e IFAS algo más que una cuestión de PLÁSTICO - Jorge Chamorro Alonso

Tecnología MBBR e IFAS algo más que una cuestión de PLÁSTICO

24/02/2019

Tecnología MBBR e IFAS algo más que una cuestión de PLÁSTICO


Jorge Chamorro Alonso

Jorge Chamorro Alonso

  • Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Especialista en tratamiento y depuración de aguas y en desalación
  • Profesor asociado en la E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid


 
"Reducir el diseño de estas tecnologías a la mera adquisición de un relleno plástico con unas características determinadas es el camino más seguro hacia el fracaso de las mismas"
 

Introducción

 
La tecnología MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) e IFAS (Integrated Fixed-film Activated Sludge) son dos de las últimas tecnologías aplicadas a la depuración de aguas residuales, tanto urbanas como industriales.
 
Desarrollada inicialmente por el Prof. Hallvard Ødegaard at Norwegian University of Science and Technology, ambas tecnologías están basada en el crecimiento de biomasa (en forma de biopelícula), en unos soportes plásticos que están en continuo movimiento en el interior de un reactor. Los soportes se caracterizan por ser de pequeño tamaño y de una elevada superficie específica por unidad de volumen. Esta característica posibilita incrementar, a igualdad de volumen, la biomasa presente en el reactor frente al tratamiento convencional de fangos activos.
 
Los microorganismos responsables de la depuración se adhieren a los soportes plásticos que se mantienen en suspensión en el reactor. Mediante una aireación-agitación, se garantiza una distribución uniforme en todo el reactor y que los microorganismos tengan acceso a los substratos.
 
Siendo el soporte plástico uno de los factores más importantes en función de su superficie específica (m2/m3), estas tecnologías no se pueden, ni se deben, de aplicar exclusivamente en base a las características del soporte.
 
Existen una serie de factores que son necesarios conocer y controlar para realizar un diseño con garantías de las mismas.
 
Entre los más importantes, podemos destacar:

 
  • Geometría de las balsas
  • Sistema de aireación
  • Sistema de retención del soporte

 

Tecnología MBBR

 
El MBBR se caracteriza por disponer de toda la biomasa presente en el reactor adherida al soporte. Solo el exceso de biomasa se encuentra en suspensión y se llevará a un sistema de separación para proceder a su retirada (mediante decantación o flotación) del agua depurada.
 
Esta tecnología es aplicable a procesos donde se busque la reducción de la materia orgánica y a procesos con reducción del nitrógeno.
 
Para la primera de ellas, la configuración más adecuada es la de un doble cámara óxica.
 
 
 
Mientras que, para la reducción de nutrientes se requieren una triple cámara (anóxica-óxica- óxica) para optimizar el aporte de aire y reducir el consumo energético.
 
 
 
 
El MBBR no necesita de recirculación externa, ya que los fangos que se envían al sistema de separación (decantación o flotación) son el fango en exceso.
 
Evidentemente, el proceso de nitrificación-desnitrificación necesita la recirculación interna para enviar el agua del final de la zona óxica 2 a cabecera de la zona anóxica.
 
El diseño de esta tecnología obtiene sus mayores prestaciones cuidando la geometría de las balsas:
 
  • La separación de la zona óxica en dos zonas permite optimizar el consumo de energía.
  • La relación ancho/largo debe de cuidarse para asegurar que el relleno plástico ocupa todo el volumen de las balsas biológicas y no existen puntos de acumulación de relleno en zonas sin suficiente oxígeno.

El sistema de aporte de aire debe de diseñarse teniendo en cuenta tres premisas muy importantes:
 
  • Aportar el oxígeno necesario.
  • Mantener el soporte en suspensión.
  • Reducir las actuaciones de mantenimiento correctivo.

     

 
El sistema ideal es el de un sistema por burbuja semigruesa, que suma la eficiencia energética con el potencial de agitación y la exclusión del mantenimiento correctivo (siempre que se utilice acero inoxidable) en todo el sistema de aporte ubicado en el interior de las balsas.

Para la retención del soporte se debe de disponer de una barrera con un paso de malla inferior al tamaño del relleno del mismo.
 
 
 
 
El sistema de limpieza (generalmente por aire) es otro de los puntos singulares del diseño. Errores en su concepción suelen acarrear numerosos problemas en la operación del proceso.


Tecnología IFAS

 
El IFAS es un cultivo híbrido, por una parte hay microorganismos adheridos al material soporte y por otra se encuentran, en cohabitación, flóculos biológicos en suspensión.

Esta tecnología es aplicable a procesos donde se busque la reducción de la materia orgánica y a procesos con reducción del nitrógeno.
 
 
 
 
En este caso, se requiere una recirculación externa similar a los procesos convencionales de fangos activos, para mantener los MLSS en los reactores.
 
Los mismos principios de diseño que se han expuesto para la tecnología MBBR son de aplicación en el IFAS, con las diferencias en cuanto a diseño de los sistemas de separación (gravedad o flotación), que deberán de diseñarse con parámetros diferentes, dada la presencia de una alta cantidad de biomasa a la entrada de los mismos.
 


Conclusiones

 
La historia de la depuración está llena de fracasos tecnológicos motivados por tres aspectos fundamentales:
 
  • Ausencia o mal diseño del pretratamiento.
  • Aplicación de la tecnología en un entorno inapropiado.
  • Errores en el diseño.

Las tecnologías MBBR e IFAS tienen un gran campo de actuación, especialmente en el campo industrial y en el de las aguas urbanas. En estas últimas, con especial relevancia en las ampliaciones de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) que, o bien se han quedado pequeñas, en cuanto a capacidad de carga contaminante, o bien necesitan reducir el nitrógeno, por imperativo legal.

Reducir el diseño de estas tecnologías a la mera adquisición de un relleno plástico con unas características determinadas es el camino más seguro hacia el fracaso de las mismas.
 
Detrás del diseño debe de haber experiencia, conocimiento y buenas prácticas que tengan en cuenta todas los condicionantes que nos permitirán diseñar un proceso potente, flexible y fiable.

No es una cuestión de plástico, es biotecnología y la misma debe abarcar factores tan importantes como la geometría de las balsas, el sistema de aporte de aire, las conexiones entre balsas y sistemas de separación y las condiciones ambientales del entorno.

Casi nada.
 
 
Jorge Chamorro Alonso
 

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Comentarios Publicar comentario
04/03/2019
Jorge Chamorro escribió:
Carlos:
La temperatura influye como en todo tratamiento biológico. Por encima de los 12 º C no deberías de tener problemas siempre y cuando la superficie del relleno permita el desarrollo de las bacterias nitrificantes. Con 10 º C el problema podría venir de las bacterias desnitrificantes, que obligarían a tener volúmenes de zonas anóxicas altas.
04/03/2019
Carlos Hontariego escribió:
Muchas gracias por el artículo. Tengo una pregunta: ¿Cómo influye la temperatura con el sistema MBBR? Es decir, ¿voy a ser capaz de eliminar nitrógeno a 10-12ºC?

Muchas gracias
27/02/2019
Pedro María Polo Cañas escribió:
Mejor resumido, imposible. Si no, a algunos se le hunden los carriers. En serio. Un abrazo.