Los biorreactores de membrana anaerobios: Tema central de la "V Jornada sobre biorreactores de membrana"

Los biorreactores de membrana anaerobios: Tema central de la "V Jornada sobre biorreactores de membrana"


17/05/2015

Formación
Los biorreactores de membrana anaerobios: Tema central de la "V Jornada sobre biorreactores de membrana"
  • Joan Mata y Joan Dosta presidente y secretario del Comité Científico-Técnico
 
La tecnología de biorreactores anaerobios de membranas (BRM-An) se presenta como una alternativa a los procesos aerobios de tratamiento de aguas residuales urbanas tradicionales, gracias a un menor consumo energético y a una menor producción de fangos.  El proceso anaerobio directo para el tratamiento de las aguas residuales, se popularizó  en los años 80, en los que el Prof. G. Lettinga introdujo el biorreactor UASB (Ref.). La tecnología se aplicó a escala real en Colombia y sobre todo en Brasil. En la Universidad de Barcelona también se investigó, en planta piloto, en un proyecto Europeo, en el que se combinaba la tecnología UASB con los RBC’s. (Ref. Water Reseach). Posteriormente la comunidad científica continuó trabajando con variaciones sobre el UASB con pilotos que se instalaron en el Mediterráneo Sur (Ref). El activo más importante de estos reactores era la presencia de biomasa granular, con una alta densidad que, con altas concentraciones, permitía la operación a tiempos de residencia bajos, del orden de los aerobios y por otra parte la operación en bioreactores  relativamente sencillos, sin partes móviles ni relleno, a tiempos de residencia bajos, del orden de los aerobios.
 

Desarrollo de los sistemas BRM-An

 
Con el desarrollo de los BRM, se iniciaron los primeros BRM anaerobios (Basset et al., 2013) que aportan respecto a los UASB y posteriores, las ventajas inherentes a la presencia de una membrana, principalmente  la calidad del agua resultante. La tecnología BRM-An permite ampliar la gama de posibilidades de la digestión anaeróbica, de modo que, gracias a la inmovilización de la biomasa, se convierte en un tratamiento válido para aguas tanto con alta como con baja carga orgánica con una calidad del efluente superior a la de un biorreactor anaerobio convencional.
 
A pesar de que los BRM aeróbicos representan la inmensa mayoría de los BRM instalados, el BRM anaeróbico (BRM-An) está tomando terreno debido a las ventajas de un digestor anaeróbico combinado con un sistema de filtración de membrana. El factor energético derivado de la producción de metano, que para las aguas residuales puede constituir en algún aspecto un problema por poca producción y solubilidad del metano, para las aguas industriales con alto contenido en materia orgánica, es un factor ventajoso ya que el biogás que se produce en un BRM-An, puede contener hasta un 80%-90% de metano (Skouteris y col., 2012). Fundamentalmente la composición del biogás viene determinada por las características inherentes al sustrato, pero en un BRM-An el porcentaje de metano en el biogás obtenido,  es mayor que en un digestor anaeróbico convencional debido a los cortos tiempos de residencia hidráulico. Así pues, por la mayor solubilidad del CO2 en frente a la del CH4, por la propia ley de Henry, queda retenido en mayor grado en el permeado mientras que el metano se libera con una mayor facilidad.
 
En la organización de la IV Jornada de BRM, en 2013, se pensó en dar cabida a esta nueva temática y aunque no hubo respuesta al “call for papers” para la presentación de algún trabajo en esta área, se invitaron diversos expertos y se organizó una sesión con dos ponencias seguida por una Mesa Redonda sobre el tema y donde se manifestaron opiniones diversas, pero se concluyó que la tecnología tenía mucho potencial para el tratamiento de las aguas residuales industriales y que habría que ver el desarrollo en el área del tratamiento de las aguas residuales domésticas.
 
Dos años después,  el éxito, al menos a nivel de experiencias ha sido muy notable, y en el “call” que se hizo a finales del año 2014, hubo una excelente respuesta en esta temática, que no dio cabida a todas las solicitudes, ya que estaban prevista una sesión de tres ponencias y finalmente se amplió a base de alargar la Jornada a una cuarta (véase programa en http://www.ub.edu/bioamb/brm/folleto.pdf ). Como puede observarse las presentaciones de  la primera sesión son de gran interés que muestran el crecimiento de esta tecnología. En este sentido, las ventajas señaladas por Dosta et al., en aquella ocasión y que se resumen en la Tabla adjunta, representan un potencial suficiente para apostar por esta tecnología.
 

Nuevas tecnologías de membranas en las V Jornadas de BMR

 
Desde la organización estamos convencidos que esta sesión concitará mucho interés, como también las demás. De esta manera, en esta edición, se ha dado entrada a una nueva tecnología de membranas en expansión como es la ósmosis directa. El formato es el mismo que el que se introdujo en 2013 para los BRM-An, es decir, dos presentaciones y una Mesa Redonda. Veremos si, finalmente, también se implanta, a menos a nivel de proyectos, y en la próxima edición de 2017, seamos testigos de un “Overbooking” de presentaciones sobre el tema.
 
 
Tabla 1. Comparación de los tratamientos aeróbicos y anaerobios convencionales con los MBR (Dosta et al, 2013 adaptada de Lin et al., 2013)
 

 

Más información sobre la V Jornada de BRM

 
Telefonos: 934 021 305 y 699 959 869
Correo: brm@ub.edu
 
 
 
 
REFERENCIAS
 
Basset, N., Dosta, J.y  Mata-Álvarez, J. (2013) Estado del arte de los biorreactores de membrana anaerobios con especial énfasis en el tratamiento de aguas residuales urbanas.Tecnoaqua. 4, pp. 80 - 87.
Castillo, A., Cecchi, F y Mata Alvarez, J. (1997) A combined anaerobic aerobic system to treat domestic sewage in coastal areas. Water Research, 31(12), 3057-3063 (1997)
Dosta, J., Basset, N. y Mata Alvarez, J. (2013).  Perspectivas de la tecnología MBR anaerobia.  IV Jornada sobre Biorreactoes de Membrana.  Presentación oral.  Barcelona,  9 de Mayo de 2013.
Lin, H., Peng, W., Zhang, M., Chen, J., Hong, H.,y  Zhang, Y. (2013). A review on anaerobic membrane bioreactors: applications, membrane fouling and future perspectives. Desalination, 314, 169-188
Lettinga, G., van der Ben, J y van der Sar, J.  1976.  Anaerobic Treatment of sugarbeet wastewater H2O, 9, 38.
Skouteris G., Hermosilla D., López P., Negro C., Blanco Á. (2012). Anaerobic membrane bioreactors for wastewater treatment: A review. Chem Eng J. 198–199, 138-148
van Lier, J. B., Mahmoud, N. and Zeeman, G. (2008). Temperature effect on UASB reactor operation for domestic wastewater treatment in temperate climate regions. Wat. Sci. and Tech., 30(12), 405–414. 
 

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Fuente www.ub.edu


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