Estudio de la aplicación de la tecnología de membranas anaerobias para el tratamiento de las aguas residuales del sector agroalimentario

Abstract

[ES] La industria de alimentación y bebidas es un sector fuerte y un importante motor de la economía, generador de empleo, tanto en España como en Europa. Es asimismo un eslabón clave para el conjunto de la cadena agroalimentaria completa. Entre los principales retos que el sector de la industria alimentaria española considera tiene que afrontar para el horizonte 2020, se encuentran la mejora de la eficiencia, productividad, competitividad y sostenibilidad, buscando la optimización en el uso de recursos y la minimización de residuos y emisiones. Estos retos se han convertido en objetivos estratégicos para el sector y se encuentran totalmente alineados con una de las actuales y más recientes prioridades de la Unión Europea: el avance hacia una economía circular. En este contexto, la consolidación de tecnologías que puedan favorecer la optimización de recursos y la minimización de la huella ambiental de la industria, se encuentran también entre los principales retos y objetivos de trabajo, tanto por parte de la propia industria manufacturera en general, como de la comunidad científica y empresas de ingeniería ambiental, que cada vez con mayor intensidad apuestan por estas líneas de investigación. En este marco, conforme a los resultados obtenidos en los últimos años en numerosos trabajos de investigación, se observa como el reactor anaerobio de membranas (AnMBR) surge como una tecnología muy prometedora para el tratamiento biológico de las aguas residuales con elevada carga orgánica, muy características de la industria alimentaria. Aunque ya se han realizado algunas aplicaciones a nivel industrial, se puede considerar que en la actualidad, el AnMBR es una tecnología emergente, que todavía se encuentra en pleno proceso de desarrollo y consolidación. El objetivo principal de este trabajo ha sido evaluar la situación actual y el potencial de aplicación de la tecnología AnMBR en el tratamiento biológico de los efluentes procedentes de la industria agroalimentaria. Para ello se ha realizado una revisión bibliográfica sobre la generación de vertidos en el sector agroalimentario y del estado del arte del AnBMR, tanto a nivel de investigación como a escala industrial, seleccionando los subsectores con mayor potencial. Mediante simulación con la herramienta DESSASS, se han evaluado los resultados de la utilización de esta tecnología para el tratamiento de aguas residuales de una industria cervecera, proponiendo una configuración a nivel de prediseño. Aunque la gran heterogeneidad que presentan las aguas residuales del sector agroalimentario hacen necesario el estudio caso por caso, los resultados obtenidos apuntan a que ciertamente los efluentes de varios de los subsectores de la industria alimentaria son potencialmente tratables mediante la aplicación del AnMBR, siendo esta una tecnología candidata a ayudar a la industria en su transición hacia la economía circular.

[CA] La indústria d'alimentació i begudes és un sector fort i un important motor de l'economia, generador d'ocupació, tant a Espanya com a Europa. És així mateix una baula clau per al conjunt de la cadena agroalimentària completa.

Entre els principals reptes que el sector de la indústria alimentària espanyola considera ha d'afrontar per a l'horitzó 2020, es troben la millora de l'eficiència, productivitat, competitivitat i sostenibilitat, buscant l'optimització en l'ús de recursos i la minimització de residus i emissions . Aquests reptes s'han convertit en objectius estratègics per al sector i es troben totalment alineats amb una de les actuals i més recents prioritats de la Unió Europea: l'avanç cap a una economia circular.

En aquest context, la consolidació de tecnologies que puguen afavorir l'optimització de recursos i la minimització de la petjada ambiental de la indústria, es troben també entre els principals reptes i objectius de treball, tant per part de la pròpia indústria manufacturera en general, com de la comunitat científica i empreses d'enginyeria ambiental, que cada vegada amb més intensitat aposten per aquestes línies d'investigació.

En aquest marc, d'acord amb els resultats obtinguts en els últims anys en nombrosos treballs d'investigació, s'observa com el reactor anaerobi de membranes (AnMBR) sorgeix com una tecnologia molt prometedora pel tractament biològic de les aigües residuals amb elevada càrrega orgànica, molt característiques de la indústria alimentària. Encara que ja s'han realitzat algunes aplicacions a nivell industrial, es pot considerar que en l'actualitat, el AnMBR és una tecnologia emergent, que encara es troba en ple procés de desenvolupament i consolidació.

L'objectiu principal d'aquest treball ha estat avaluar la situació actual i el potencial d'aplicació de la tecnologia AnMBR en el tractament biològic dels efluents procedents de la indústria agroalimentària. Per a això s'ha realitzat una revisió bibliogràfica sobre la generació d'abocaments en el sector agroalimentari i de l'estat de l'art del AnBMR, tant a nivell de recerca com a escala industrial, seleccionant els subsectors amb major potencial. Mitjançant simulació amb l'eina DESSASS, s'han avaluat els resultats de la utilització d'aquesta tecnologia per al tractament d'aigües residuals d'una indústria cervesera, proposant una configuració a nivell de predisseny. Encara que la gran heterogeneïtat que presenten les aigües residuals del sector agroalimentari fan necessari l'estudi cas per cas, els resultats obtinguts apunten que certament els efluents de diversos dels subsectors de la indústria alimentària són potencialment tractables mitjançant l'aplicació del AnMBR, sent aquesta una tecnologia candidata a ajudar a la indústria en transició cap a l'economia circular.

[EN] The food and beverage industry is a strong sector and an important driver of the economy, which generates employment, both in Spain and in Europe. It is also a key link for the entire agri-food chain.

Among the main challenges that the Spanish food industry sector has to face for the 2020 horizon are the improvement of efficiency, productivity, competitiveness and sustainability, seeking to optimize the use of resources and minimize waste and emissions . These challenges have become strategic objectives for the sector and are fully aligned with one of the current and most recent priorities of the European Union: the move towards a circular economy.

In this context, the consolidation of technologies that can favor the optimization of resources and the minimization of the environmental footprint of the industry are also among the main challenges and objectives of work, both by the manufacturing industry itself, of the scientific community and companies of environmental engineering, that with increasing intensity bet by these lines of investigation.

In this context, according to the results obtained in the last years in numerous research works, it is observed how the anaerobic membrane reactor (AnMBR) emerges as a very promising technology for the biological treatment of wastewater with high organic load, very characteristics of the food industry. Although some applications have already been made at the industrial level, it can be considered that the AnMBR is currently an emerging technology, which is still in the process of development and consolidation.

The main objective of this work was to evaluate the current situation and the potential of application of the AnMBR technology in the biological treatment of effluents from the agri-food industry. For this purpose, a bibliographic review has been carried out on the generation of discharges in the agri-food sector and the state of the AnBMR, both at the research and industrial levels, selecting the subsectors with the greatest potential. By means of a simulation with the DESSASS tool, the results of the use of this technology for the waste water treatment of a brewing industry have been evaluated, proposing a pre-design configuration.

Although the large heterogeneity of wastewater in the agri-food sector necessitates a case-by-case study, the results obtained indicate that the effluents of several subsectors of the food industry are potentially treatable through the application of the AnMBR, technology candidate to help the industry in its transition to circular economy.