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5. Tecnologas de depuracin
Tecnologasde
Ultrafiltracin
Bioreactores de membrana
Ultrafiltracin Tubular
Ultrafiltracin tangencial cermica
Que es la Ultrafiltracin
El principio de la ultrafiltracin es la separacin fsica. Es el tamao de poro de la membrana lo que determina hasta qu punto son eliminados los
slidos disueltos, la turbidez y los microorganismos. Las sustancias de mayor tamao que los poros de la membrana son retenidas totalmente. Las
sustancias que son ms pequeas que los poros de la membrana son retenidas parcialmente, dependiendo de la construccin de una capa de
rechazo en la membrana.
As pues, la depuracin mediante ultrafiltracin es un proceso en el cual el agua no se depura por un proceso qumico ni biolgico, sino por filtracin
a travs de membranas, obteniendo aguas libres de microorganismos.
Sales disueltos
Compuestosorgnicos
Macromolculas orgnicas
Virus
Coloides
Bacterias
Polen Levadura
100 m 10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001
Filtracin
Microfiltracin
Ultrafiltracin
Nanofiltracin
Osmosis Inversa
A nivel tcnico consiste en impulsar el agua residual a presin mediante bombas elctricas y obligar a esta a atravesar unas membranas con una
luz de paso de entre 0,1 y 0,01 micras. De esta manera se crea una separacin de partculas realmente diminutas, del orden de los compuestos
orgnicos.
Para evitar la colmatacin de las membranas se realiza de forma automtica un lavado a contracorriente en intervalos programados.
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Las ventajas mas relevantes que se consiguen utilizando la tecnologa de ultrafiltracin son:
- Calidad de agua tratada. REUTILIZACIN.
- Estabilidad. Calidad del permeado estable con independencia de picos de carga.
- Desinfeccin. Efluente desinfectado tras atravesar una membrana de ultrafiltracin.
- Compacidad. Mnimo requerimiento de espacio.
- Modularidad. Sistemas fcilmente ampliables sin necesidad de reformas ni ampliacin de reactor biolgico.
- Mantenimiento. Sistemas muy automatizados, mantenimiento mnimo.
- Eliminacin de bulking y espumas de origen filamentoso.
Aplicaciones UF
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La tecnologia de ultrafiltracin puede ser aplicada en diferentes mbitos de aguas residuales urbanas o industriales, incluso puede ser muy til
como potabilizacin de aguas menos cargadas. Cada caso es nico y requiere un estudio previo del influente, pero para hacernos una idea
generalizada de stas tecnologas podemos ver su posible uso segn las necesidades.
Ultrafiltracin Tubular: Este sistema permite potabilizar aguas procedentes de pozos, lagos o ros, donde encontramos un agua sinmucha carga y que con este tratamiento de ultrafiltracin se convierte en apta para el consumo humano.
Del mismo modo, esta tecnologa permite tambin ampliar depuradoras ya existentes, tanto de origen urbano como industrial; con un coste
relativamente bajo y sin necesidad de reformas, mejorando as el nivel de depuracin y permitiendo la reutilizacin del agua.
MBR (Bioreactores de membrana): Esta tecnologa permite un efluente de mayor calidad que una depuracin tradicional, as puespermite ser desechado cumpliendo las normativas mas exigentes, o incluso se puede reutilizar el agua para diferentes usos segn los criterios
contemplados en el RD 1620/2007.
En caso que ya exista una estacin depuradora, sta puede ser convertida a una estacin MBR con algunas modificaciones en el reactor biolgico
(MBR de membranas sumergidas) o con una recirculacin permanente (MBR membranas externas).
UFTC (Ultrafiltracin tangencial cermmica): El proceso de ultrafiltracin tangencial nos permite reducir la carga de las aguasmuy complejas indutriales para posteriormente ser tratadas con una depuracin tradicional o MBR.
Aguas superficiales (Pozo, lago o rio) Poblacin Industria
Depuradora existente
Nuevo proyecto de depuracin
Nuevo proyecto de depuracin(Aguas complejas industriales)
Ultrafiltracin Tubular MBR
Ultrafiltracin Tangencial Cermica
pota
biliz
aci
n
proy
ecto
sol
o te
rcia
rio conversin a MBR
Agua similara potable
Agua parareutilizar
MBR
Existen principalmente dos tipologias de membranas para MBR segun su situacin.
MEMBRANAS EXTERNAS O CON RECIRCULACIN AL BIOREACTOR
Esta configuracin de MBR implica que el agua es recirculada, mediante una bomba elctrica, desde el
bioreactor hasta la unidad de membrana que se dispone externamente a la unidad biolgica .
Una parte del agua se filtra mientras que la otra se reenvia al reactor para que siga degradando las
particulas orgnicas. Este tipo de membranas son tubulares y necesitan ser limpiadas a contracorriente
con un sistema automatizado.
MEMBRANA SUMERGIDA
La unidad de membrana que realiza la separacin fsica est inmersa en el tanque biolgico. La fuerza
impulsora a travs de la membrana es alcanzada presurizando el bioreactor o creando presin negativa
en el lado permeado. La limpieza de la membrana se realiza a travs de frecuentes retrolavados con
agua permeada y aire y ocasionalmente mediante retrolavados con soluciones qumicas.
Recirculacin
Agua Residual Retenido
ReactorBiolgico
Permeado
Agua Residual
ReactorBiolgico
Permeado
MBR de Membrana externa MBR de Membrana sumergida
La depuracin mediante MBR (Biorreactor de membrana) es un proceso de fangos activados en el cual el agua depurada no se extrae por sedimentacin
en un decantador secundario, sino por filtracin a travs de membranas. As pues, se trata de un conjunto de reactor biologico juntamente con una
ultrafiltracin posterior.
El balance econmico es favorable a los MBRs si se tienen en cuenta una serie de ventajas importantes, al margen de la excelente calidad
de agua tratada que se consigue.
De este modo, la tecnologa MBR es especialmente competitiva cuando aparece alguno de los siguientes condicionantes:
Necesidad de disminuir la produccin de fangos biolgicos (hasta un 80%)
Necesidad de un grado de depuracin elevado: vertido a cauce pblico, zonas sensibles o pago de un canon de
vertido elevado.
Reutilizacin: la reutilizacin puede venir impuesta por la escasez de agua de la zona o puede suponer un valor
aadido importante a considerar. Las variables aqu van a ser el precio del metro cbico de agua o las subvenciones
por reutilizacin.
Poco espacio disponible
Ampliacin de la capacidad de tratamiento de plantas convencionales ya existentes.
Efluentes industriales con componentes de difcil o lenta biodegradabilidad. La tecnologa MBR permite llegar a depurar
materia orgnica considerada poco biodegradable para otro tipo de tecnologas ms convencionales.
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RETENIDO: es donde se realiza la entrada deaguas mediante una sonda de nivel y se vanaportando a medida que el circuito cerrado se vavaciando debido a la salida de aguas filtradas.
BOMBA : que realiza la recirculacin de aguas ala velocidad tangencial requerida por el fabricantede las membranas
FILTRO UFTC : donde se realizan los dos flujosseparativos, por un lado el filtrado y por otro elretenido.
FILTRADO: depsito de agua filtrada donderealizamos el almacenamiento de las mismaspara lavado a contra corriente o bien paralimpiezas qumicas cuando se requieran.
Entrada
Agua filtrada
Salida
Membranacermica
Como podemos apreciar en la ilustracin lateral,que representa un filtro de membranas cermicas,el flujo de entrada lo hace de forma axial, con locual las partculas inciden de forma tangencial ala membrana. Este hecho provoca una separacinde las partculas de agua (azules) de las dems(rojas). As pues, separamos el caudal de entradaen una salida de concentrado/retenido y el aguafiltrada.
Retenido Filtrado
Bombeo Limpiezacontracorriente
Las principales ventajas del sistema de UFTC es que permite una separacin de contaminantes para aguas de origen industrial altamente cargadas,
reteniendo subfracciones importantes pero podiendo mantener la actividad biolgica posterior mediante sistema tradicional de depuracin por lodos activos,
biolgico o bien por un bioreactor con membranas (MBR).
Las membranas cermicas tienen una alta resistncia qumica, mecnica y estabilidad trmica, una alta duracin y pueden efectuar retrolavados con aire
o productos qumicos altamente corrosivos, con lo cual siempre disponemos de una ptima capacidad de filtracin, lo cual se traduce en un efluente
resultante de alta calidad.
El proceso de ultrafiltracin tangencial cermica (UFTC) se aplica en procesos donde encontramos un influente industrial con un alto nivel de carga. En
estos casos, donde los reactores biolgicos tradicionles necesitan un tiempo considerable para degradar la materia, es preferible realizar una separacin
previa de los residuos, para facilitar posteriormente una degradacin biolgica rpida y de calidad.
El equipo de UFTC se compone principalmente de dos depsitos de acumulacin, un sistema de bombeo de presin y los filtros cermicos. Existe un
sistema hidrulico secundario que se encarga de limpiar las membranas a contracorriente para mantener el rendimiento del sistema.
Ultrafiltracin tangencial cermica
Bombeo
Agua Residual
TratamientoPrimario
Ultrafiltracin
TratamientoSecundario
Ultrafiltracin tubular
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