SISTEMA BIOREACTOR DE MEMBRANAS

Descripción del sistema
Bioreactor de Membranas
Persona de contacto en ITT W&WW España:
David Ambrona
Email : david.ambrona@itt.com
Telf contacto : 647 41 42 11
Responsable de Membranas, ABJ y Filtros Leopold
Filtros arena abierto LEOPOLD
Ultravioleta WEDECO
Membranas UF ZENON
Ozono WEDECO
Filtros cartucho
Biologico secuencial ABJ SANITAIRE
SISTEMA BIOREACTOR DE MEMBRANAS (MBR) ZEEWEED®
El proceso MBR es una tecnología que consiste en un reactor de biológico integrado
con un sistema de membranas de ultrafiltración, usando las membranas de fibra hueca
ZeeWeed®. Esencialmente, el sistema de ultrafiltración sustituye la función de
separación de sólidos del clarificador secundario y de los filtros de arena de los sistemas
convencionales de fangos activados.
Las membranas de ultrafiltración ZeeWeed® están inmersas en un tanque de aireación,
en contacto directo con el licor mezcla. Por medio de una bomba de permeado, se aplica
un vacío al colector conectado con las membranas. El vacío dirige el agua tratada a
través de la fibra hueca de las membranas de ultrafiltración. El permeado se dirige
entonces a desinfección o a descarga. Intermitentemente se introduce aire en la parte
inferior del módulo de membranas, produciendo una turbulencia que limpia la superficie
externa de las fibras. Esta acción de limpieza separa los sólidos de la superficie de la
membrana.
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La tecnología MBR ZeeWeed® supera con efectividad los problemas de decantación
asociados a la tecnología convencional de
MBR. La Bisbal. Gerona. 3.250 m3/d
fangos activados. La tecnología MBR
ZeeWeed® permite operar al bioreactor con
concentraciones de sólidos del licor mezcla
considerablemente más altas que en los
procesos convencionales que están limitados
por la decantabilidad del fango. El proceso
MBR ZeeWeed® se opera típicamente en
un rango de concentración de sólidos del licor mezcla (MLSS) de 2.000 a 10.000 mg/L.
Se desaconseja diseñar a concentraciones mayores para no penalizar los consumos
energéticos de aeración, aunque en casos donde la necesidad de ahorro de espacio es
extrema se llegan a superar dichos valores estándar de diseño.
Está variabilidad en la concentración de licor mezcla permite una total flexibilidad a la
hora de ajustar la edad de fango en un proceso biológico ya que se puede operar desde
concentraciones bajas de un sistema de fangos activos: 2.000 mg/l hast 10.000 mg/l; es
decir un reactor podría tratar carga contaminante (DBO,TSS,N,P) hasta un 20% de su
diseño original.
MBR. San Pedro del Pinatar. Murcia. 20.000 m3/d
El proceso MBR ZeeWeed® combina las operaciones unitarias de aireación,
clarificación secundaria, filtración y desinfección en un solo proceso, produciendo un
efluente de alta calidad, simplificando la operación y reduciendo de forma considerable
los requerimientos de espacio.
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CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS DEL SISTEMA MBR ZEEWEED®
Experiencia
ITT España tiene 10 años de experiencia en MBRs y tiene sistemas MBR ZeeWeed® de
GE WATER operando desde 1993 en un rango que varia desde unos pocos miles de
litros por día hasta sistemas de más de
150.000 m3/d de capacidad media diaria. La
tecnología de membrana sumergida de GE
WATER fue originalmente desarrollada para
biorreactores de agua residual y es ideal para
aplicaciones con alta carga de sólidos. Con
más de 300 instalaciones de agua residual a
nivel
mundial,
incluyendo
numerosas
instalaciones de gran tamaño y más de diez
años de operación de MBRs, GE WATER
proporciona la seguridad a nuestros clientes
MBR. Terrassa. Barcelona. 15.000 m3/d
con un sistema de membranas probado y
fiable.
Calidad Del Efluente y Potencial Reutilización:
Dependiendo de la aplicación específica y
de los requerimientos de diseño, una planta
MBR ZeeWeed® puede alcanzar o una alta
calidad de efluente nitrificado o bien, con la
adición de una zona anóxica, una alta
calidad
de
efluente
desnitrificado.
Eliminación de fósforo es alcanzada por acción biológica y/o la adición de sales
metálicas a la corriente de alimentación o al licor mezcla.
Los sistemas MBR ZeeWeed® son capaces de alcanzar las siguientes calidades de
efluente.
Pará
Parámetros del
efluente
Convencional
Valores
típicos MBR
DBO5 (mg/L)
10 - 25
< 5-10
SS (mg/L)
10 - 35
No detectable
NT (mg/L)
< 10
< 10
PT (mg/L)
4-6
Coliformes
Fecales
(ufc/100 mL)
mL)
100.000 –
1.000.000
< 5
Turbidez (NTU)
10
< 0,5
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< 0,5
La alta calidad del efluente del sistema MBR
ZeeWeed® cumple el Título 22 de California y
requerimientos de regulación similar y es ideal para
aplicaciones de reutilización tales como el regadío
de campos de golf y de parques y jardines, recarga
de acuíferos y reutilización urbana. También
cumpliría los parámetros más exigentes del RD
Equipo Ultravioleta LBX90
1620/2007 junto con una doble barrera de
desinfección consistente en un equipo de Ultravioleta que asegura la ausencia total de
coliformes a la salida de la Ultrafiltración.
Efluente de un MBR
USO DEL AGUA
PREVISTO
Valor Maximo Admisible (VMA)
Legionella
spp.(UFC/L)
(Si hay riesgo
aerosolización)
Nematodos Escherichia Solidos en
Turbidez
Intestinales
Coli
suspension
(UNT)
(huevo/10 L) (UFC/100mL)
(mg/L)
Nivel de Calidad
1.1
1. URBANOS
1.2
2.1
2.2
2. AGRICOLAS
2.3
3.1
RESIDENCIAL:
a) Riego jardines privados
b) Descarga de aparatos sanitarios.
c) Otros usos domésticos.
SERVICIOS:
a)Riego de zonas verdes urbanas(parques, campos deportivos y similares)
b) Baldeo de calles
c) Sistemas contra incendios
d) Lavado industrial de vehículos
a) Riego de cultivos con sistema de aplicación del agua que permita el contacto directo del
agua regenerada con las partes comestibles para la alimentación humana en fresco
a) Riego de productos para consumo humano con sistema de aplicación de agua que no evita
el contacto directo del agua regenerada con las partes comestibles, pero el consumo no es en
fresco sino con un tratamiento industrial posterior.
B) Riego de pastos para consumo de animales productores de leche o carne.
c) Acuicultura
a) Riego localizado de cultivos leñosos que impida el contacto del agua regenerada con los
frutos consumidos en la alimentación humana.
b) Riego de cultivos de flores ornamentales, viveros, invernaderos sin contacto directo del agua
regenerada con las producciones.
c) Riego de cultivos industriales no alimentarios, viveros, forrajes ensilados, cereales y semillas
oleaginosas.
a) Aguas de proceso y limpieza excepto en la industria alimentaria.
b) Otros usos industriales
c) Aguas de proceso y limpieza para uso en la industria alimentaria
1
0
10
2
100
1
200
20
10
100
1
100 *
20
10
100
1
1000 *
35
NF
100
1
10.000
35
NF
100
NF
10.000
35
15
100
1
1000 *
35
NF
100
3. INDUSTRIAL
3.2 a) Torres de refrigeración y condensadores evaporativos
1
4.1 a) Riego de campos de golf
4. RECREATIVOS
4.2
5.1
5.2
5. AMBIENTALES
5.3
1
a) Estanques, masas de agua y caudales circulantes ornamentales, en los que está impedido el
acceso del público al agua.
a) Recarga de acuíferos por percolación localizada a través del terreno
a) Recarga de acuíferos por inyección directa
a) Riego de bosques, zonas verdes y de otro tipo no accesibles al público.
b) Silvicultura
a) Otros usos ambientales (mantenimiento de humedales, caudales mínimos y similares)
0
5
1
0
200
20
10
100
Otros Criterios
Taenia saginata y Taenia solium : Ausencia
de huevos/L (Si se riegan pastos para consumo
de animales productores de carne)
Conductividad:3dS/m; RAS:6meq/L;
B:0,5mg/L; As:0,1mg/L; Be:0,1mg/L;
Cd:0,01mg/L; Co:0,05mg/L; Cr:0,1mg/L,
Cu:0,2mg/L; Mn:0,2mg/L; Mo:0,01mg/L;
Ni:0,2mg/L; Se:0,02mg/L; V:0,1mg/L
Aprobación de la autoridad sanitaria del
programa de control contemplado en RD
865/2003 (Legionelosis). Uso exclusivamente
industrial y en localizaciones que no estén
ubicadas en zonas urbanas ni cerca de lugares
con actividad pública o comercial.
Calidad 2.3 en riego por goteo o microaspersión
NF
10.000
35
NF
NF
Pt : 2mg/L (Agua Estancada)
NF
1
1.000
0
35
10
NF
2
NF
NF
Nitrógeno Total (Orgánico+Inorgánico)Nt : 10
mg/L NO3 : 25 mg/L
NF
NF
35
NF
NF
Calidad mínima requerida se estudiará caso por caso
Color verde: Valores alcanzados mediante la Ultrafiltración.
Color Amarillo:Valores alcanzados mediante el aseguramiento de un proceso desinfección posterior a la Ultrafiltración.
NF: Límite No Fijado
Nota 1: Considerar en todos los grupos de calidad referidos a Nemátodos al menos los géneros: Ancylostoma, Trichuris y Ascaris
Nota 2: Considerar en todos los grupos de calidad OTROS CONTAMINANTES recogidos en el Anexo II del RD 849/1986, de 11 de Abril
Nota 3: Considerar en todos los grupos de calidad SUSTANCIAS PELIGROSAS recogidos en el Anexo IV del RD 849/1986, de 11 de Abril, modificado por el RD 606/2003 de 23 de mayo
* Nº de muestras n=10, Valor límite admisible m= "parametro tabla" , Valor máximo permitido M= 10 x m. Valor del Nº de muestras cuyo valor esté comprendido entre m y M. c=3
5.4
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Ampliación del MBR
El equipo de un MBR ZeeWeed® es de naturaleza modular y permite por tanto la
construcción de la planta o ampliación, de forma que pueda ser completada en varias
fases durante la vida útil de la instalación. Los trabajos de obra civil pueden ser
diseñados para una capacidad final mientras que las membranas se pueden añadir en
diversas fases según dicte la capacidad de operación de la planta.
Operación Simple
El proceso MBR ZeeWeed® usa membranas para realizar la separación sólido/líquido ,
y por eso no hay requerimientos para la decantación del fango. De este modo no hay
necesidad de clarificadores secundarios o filtros de afino. El fango es desechado
directamente del tanque de aireación a una concentración de sólidos en un rango de 0,8
– 1,0 por ciento. El resultado es un sistema simple, que se opera de una forma sencilla.
Todo el sistema MBR suele estar totalmente automatizado por lo que no precisa realizar
operaciones de forma manual así como asegurase de una correcta operación del mismo
incluyendo las redundancias eléctricas y de programación necesarias.
Fiabilidad Del Proceso
Debido a que el sistema MBR
ZeeWeed® trabaja típicamente a
índices de carga orgánica bajos, y
que las membranas proporcionan
una barrera para las partículas, la
calidad
del
efluente
MBR
ZeeWeed® no es susceptible a los
aumentos
de
MBR Gava Villadecans. Barcelona. 32.000 m3/d
contaminación
orgánica o hidráulicos, los cuales pueden afectar negativamente la calidad del efluente
en plantas convencionales. En periodos de bajo caudal (y baja carga orgánica), el fango
del bioreactor se autodigiere sin que afecte a la calidad del efluente.
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Resistencia Al Fouling O Ensuciamiento
La membrana ZeeWeed® es una membrana que opera de “fuera-adentro”, donde el
agua fluye desde el exterior al interior de la fibra hueca, lo que significa que el interior
la fibra de membrana solamente tiene contacto con agua limpia (agua ultrafiltrada). Las
bacterias y los sólidos inertes eliminados del agua residual permanecen fuera de la
membrana y nunca entran en el interior de esta, impidiendo de esta forma el fouling o
ensuciamiento.
Excepcional Durabilidad De La Membrana
La membrana ZeeWeed® ha sido diseñada para una durabilidad excepcional y una alta
resistencia a la rotura. Para alcanzar este alto nivel de durabilidad GE WATER utiliza
un soporte interno (patentado) sobre el cual se apoya la membrana. Este soporte
refuerza la membrana y la protege contra el desgarre y rotura sin reducir con ello la
capacidad de flujo. GE WATER tiene membranas en depuradoras municipales
funcionando más de 12 años sin necesidad de reemplazo.
COSTES DE EXPLOTACIÓN
La tecnología MBR desarrollada por GE
WATER ha sido optimizada para reducir
el consumo energético debido a la
aeración de las propias membranas. Esto
se consiguió con la patente de aeración
10/30 que consiste en airear cada zona
independiente del cassett de membranas
durante 10 segundos y 30 segundos sin
airear, consiguiéndose ratios energéticos
del orden de 0,15 kWh/m3 incluyendo las soplantes de areación de las membranas, las
bombas de permeado, las bombas de retrolavado. Actualmente se ha realizado una
nueva mejora en el sistema de aireación con el sistema LeapMBR (aireación con
pulsos) donde se este consumo energético se reduciría a < 0,1 kWh/m3.
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