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GRUPO E2
Línea tratamientos con membranas Período 2008-2009
4ª REUNIÓN PROGRAMA CONSOLIDER TRAGUA 17 - 19 DE JUNIO DE 2009
Tratamiento y Reutilización de Aguas Residuales para una Gestión Sostenible
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Líneas de trabajo
Biorreactores de membrana 1
Sustancias poliméricas extracelulares (EPS) 2
Microcontaminantes emergentes 3
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Objetivos generales
Diseño y montaje de plantas MBRs piloto con membrana plana y de fibra hueca. 1.1
Incorporación de tecnología de NF/OI a los MBR. 1.3
Puesta en marcha de las plantas y caracterización de sus parámetros óptimos de operación. 1.2
Análisis económico 1.4
Biorreactores de membrana 1
1
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Resultados MBR piloto 1ª planta
Monitorización de variables físico-químicas y microbiológicas.
Determinación de consumos energéticos.
Estudio de los ciclos de ensuciamiento en función del caudal.
Estudio para correlacionar el grado
de ensuciamiento con la
concentración de EPS.
1
• Capacidad: 400 L/h = 25 LMH Caudal nominal • Área de membrana: 20 cartuchos modelo 510 Kubota • 0.8 m2/cartucho = 16 m2 • TRH = 16 h – Edad del fango: 100 días aprox.
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Resultados MBR piloto 1ª planta 1 Diagrama de flujo del MBR
Coste energético frente a caudales de permeado
• Reducción de DBO5 y DQO > 90 %
• Eliminación de nitrógeno total > 80 %
• Eliminación de amonio > 99 %
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MBR piloto 2ª planta
Comparación entre los dos tipos de membrana Estudio de las variables de operación, ciclos de limpieza, consumos energéticos y calidad de los efluentes. Evaluación de la repercusión de incorporar tecnologías de NF/OI a los MBR para la reducción de microcontaminantes emergentes.
Adquisición y el
montaje de una
planta piloto de
fibra hueca que se
instaló en paralelo
con la planta piloto
de membrana
plana.
Híbrido membrana plana + fibra hueca
1
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Híbrido membrana plana + fibra hueca 1
Características de la planta piloto
Membrana plana Capacidad: 400 L/h = 25 LMH Caudal nominal Área de memb.: 20 cartuchos modelo 510 Kubota 0.8 m2/cartucho = 16 m2
Membrana fibra hueca Capacidad: 600 L/h = 20 LMH Caudal nominal Área de memb.: 6 módulos mod. Micronet R Porous Fiber 5 m2/módulo = 30 m2 TRH = 14,5 h – Edad del fango: 25días aprox.
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Objetivos específicos:
Estudiar la variación de concentración de EPS y su influencia en el ensuciamiento de las membranas a diferentes concentraciones de SS.
Estudiar la degradación de microcontaminantes emergentes en el sistema.
Estudiar la eficiencia del sistema (reducción de DBO5, DQO y nutrientes).
Estudiar la influencia de las diferentes fracciones de licor mezcla sobre la microfiltración a diferentes concentraciones de SS.
OBJETIVO GENERAL: Estudiar el comportamiento de las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) y su
influencia en el ensuciamiento de las membranas para diferentes concentraciones de SS, así como la degradación de microcontaminantes emergentes.
1 MBR escala laboratorio de membranas planas
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Montaje de 2 MBRs escala piloto
Membrana de 0.4 µm (Kubota) Membrana de 0.2 µm (Toray)
1 MBR escala laboratorio de membranas planas
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Caracterizar y cuantificar las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) con vistas a mejorar el funcionamiento de los MBR relativo al ensuciamiento de membranas.
Sustancias poliméricas extracelulares 2
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• Los mejores resultados se obtuvieron con el método de la resina catiónica utilizando 70 g resina por gramo de SSV. • Se han estudiado otros lodos procedentes de MBRs industriales.
Métodos de extracción de EPS
• Intercambio iónico con resina catiónica (Dowex 50x8, Fluka) • Tratamiento térmico • Formaldehído (36.5 %) + NaOH 1N • Formaldehído (36.5 %) + NaOH 1N + sonicación
2 Resultados obtenidos
Distribución porcentual relativa a la efectividad del método de extracción para el total de los estudios realizados.
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a b
c d
e Gráficas tri-dimensionales de los espectros de fluorescencia de EPS obtenidos por diferentes métodos de extracción: a) tratamiento térmico (EPS débilmente enlazados), b) tratamiento térmico (EPS fuertemente enlazados), c) formaldehído+NaOH+Sonicación, d) formaldehído+NaOH, e) resina.
2 Espectroscopía fluorescente en 3D
Solubles Formaldehído + NaOH Formaldehído + NaOH + sonicación
Cromatogramas de los EPS enlazados extraídos mediante tratamientos químicos y mediante el método de control.
Solubles Tto. Térmico (déb) Tto. Térmico (ftes) Resina
Cromatogramas de los EPS enlazados extraídos mediante tratamientos físicos y mediante el método de control.
Resultados obtenidos Cromatografía HPLC
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Degradar un conjunto de microcontaminantes orgánicos
sintéticos seleccionados, mediante la aplicación de la tecnología de MBR, y cuando sea necesario, la
nanofiltración.
Microcontaminantes emergentes 3
• Tensioactivos (aniónicos y no aniónicos)
• Disruptores endocrinos (alquilfenoles, ftalatos, tensioactivos no iónicos y hormonas)
1. Realizar muestreos en distintas plantas y determinar las concentraciones típicas de microontaminantes emergentes en aguas residuales domésticas.
2. Estudiar la degradación de estos contaminantes en el MBR piloto, a partir de la preparación de aguas sintéticas.
3. Estudiar su reducción en MBR piloto asociado a NF/OI
Tareas en ejecución
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