Diseño de un biorreactor de membranas (BRM) empleando membranas cerámicas de bajo coste para tratar 250m3/d de agua residual urbana

Abstract

En el presente Trabajo Fin de Máster se diseña un biorreactor de membranas que emplea membranas cerámicas de bajo coste con el objetivo de tratar un caudal de 250 m3/día de un agua residual urbana.

Se realizan ensayos de laboratorio con cuatro membranas diferentes para estudiar la eficacia de su uso, así como sus características para determinar el rango de filtración en el que se encuentran, seleccionando finalmente una de ellas para realizar el diseño del biorreactor de membranas.

En primer lugar, se caracteriza la membrana para conocer la permeabilidad al agua y su rango de filtración. Posteriormente se realiza un ensayo de ensuciamiento para estudiar cómo aumenta progresivamente la presión de succión, y así establecer un protocolo de limpieza adecuado, incluyendo tanto el retrolavado con el propio permeado como una limpieza química más agresiva.

Por último, se lleva a cabo el diseño del reactor aerobio y del tanque de membranas, con la correspondiente selección de los equipos adecuados de acuerdo a sus características.

En el present Treball Fin de Màster, es dissenya un bioreactor de membranes que empra membranes ceràmiques de baix cost amb l’objectiu de tractar un cabal de 250 m3 /dia d’una aigua residual urbana. Es realitzen assajos de laboratori amb quatre membranes diferents per a estudiar l’eficàcia del seu ús, així com les seues característiques per a determinar el rang de filtració en què es troben, seleccionant finalment una d’elles per a realitzar el disseny del bioreactor de membranes. En primer lloc, es caracteritza la membrana per a conéixer la permeabilitat a l’aigua i el seu rang de filtració. Posteriorment es realitza un assaig d’embrutiment per a estudiar com augmenta progressivament la pressió de succió, i així establir un protocol de neteja adequat, incloent tant el retrollavat amb el propi permeat com una neteja química més agressiva. Finalment, es du a terme el disseny del reactor aerobi i del tanc de membranes, amb la correspondent selecció dels equips adequats d’acord amb les seues característiques.

In the current Master’s Thesis a membrane bioreactor is designed, using low cost ceramic membranes, in order to treat an urban wasterwater flow of 250 m3 /day. Four different membranes are tested in the laboratory to study the effectiveness of each of their uses, as well as their characteristics to establish the filtration range in which they are classified, finally selecting one of them for the membrane biorreactor design. Firstly, the membrane is characterised to know its wáter permeability and its filtration range. After that, it is made a fouling test in order to study the suction pressure increase and then establish a cleaning protocol that includes backwashing with its own permeate and a more aggressive chemical cleaning. Finally, the aerobic reactor and the membrane tank are designed, with the pertinent selection of the units in accordance with their characteristics.