Tecnología MBBR para depuradora de aguas residuales

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) es una tecnología de tratamiento biológico de aguas residuales que combina las ventajas de los procesos tradicionales de lodos activados con los procesos de biofilm. Su aplicación en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales e industriales ha crecido rápidamente en los últimos 20 años. Su concepto principal es agregar un soporte de plástico con una densidad de ≈1 g cm⁻³ a un tanque de aireación (o tanque anóxico/anaeróbico), permitiendo que los microorganismos desarrollen una biopelícula en la superficie del soporte. El transportador rueda libremente con el flujo de agua y las burbujas de aire, lo que elimina la necesidad de retrolavado y reduce la obstrucción. Debido a que la biomasa está principalmente fijada en el soporte, el sistema conserva las características de suspensión de licor mixto del lodo activado mientras logra la alta concentración de biomasa de los procesos de membrana fija, lo que resulta en una huella pequeña, resistencia a los golpes y un rápido inicio-.

 

 

* Portador Biológico:K1, K3, Bio-Portz, Bio-Chip M, etc. disponibles comercialmente, con una superficie específica de 350 a 650 m² m⁻³, fabricados principalmente de HDPE/PP, con una tasa de llenado típicamente del 30 al 70 % (fracción de volumen).

Estructura del tanque:Pueden ser de nueva construcción o pueden modificarse los tanques de sedimentación primaria, los tanques de aireación o los tanques de lodos existentes; profundidad del agua 3–8 m.

Aireación/Agitación:Los aireadores de burbuja gruesa-mediana se utilizan en la zona aeróbica para suministrar oxígeno y fluidificar el portador; En la zona anóxica/anaeróbica se utilizan agitadores mecánicos sumergibles o de entrada lateral-.

Publicar-Separación:Se aceptan tanques de sedimentación secundaria, flotación por aire disuelto o filtros; Debido a que el SS del efluente es ligeramente mayor que el del MBR, a menudo se agrega filtración con arena o tela si<10 mg L⁻¹ is required.

 

 

Tasa de eliminación de DBO₅ mayor o igual al 90 %, efluente < 10 mg L⁻¹

Tasa de eliminación de DQO 80–92 %, efluente 60–120 mg L⁻¹

Tasa de eliminación de NH₄-N 90–99 %, efluente < 5 mg L⁻¹ (DO > 2 mg L⁻¹, TRH 2–4 h)

Eliminación de TN: MBBR pre-anaeróbico + MBBR aeróbico, TN < 10–15 mg L⁻¹, no se requiere fuente de carbono externa (C/N > 4)

HRT total 1,5–4 h (etapa aeróbica solo 1–2 h), producción de lodos 0,15–0,25 kg VSS kg⁻¹ DBO, 20–30% menos que CAS
Espesor de la biopelícula controlado a 50–150 mm µm; Un espesor excesivo hará que la capa interna se desprenda debido a la deficiencia de oxígeno, "desprendiéndose" y renovándose automáticamente.

 

 

* Alta carga, tamaño reducido:Concentración de biomasa efectiva de 8 a 15 g L⁻¹, la huella es del 30 al 50 % de los procesos tradicionales.

* Resistencia a los golpes y recuperación rápida:El tiempo de retención de la biopelícula es de 20 a 60 días, lo que proporciona una fuerte protección contra cambios repentinos de toxinas, pH, salinidad y caudal; el sistema se recupera dentro de las 24 horas posteriores a un choque salino de laboratorio (15 g L⁻¹ NaCl).

* Modular y fácilmente ampliable:Los portadores se pueden agregar en lotes, lo que permite actualizar CAS a IFAS (lodos activados de película fija-integrada) o un MBBR puro sin interrumpir el flujo de agua.

* Inicio rápido-arranque:Las unidades nuevas pueden alcanzar su capacidad total en 1 o 2 semanas; la expansión y modificación requieren sólo unos pocos días de la introducción del operador.

* Operación sencilla:Sin requisito de devolución de lodos; la biopelícula se desprende naturalmente, lo que resulta en una baja carga del tanque de sedimentación secundaria; Los aireadores son menos propensos a obstruirse y requieren un mantenimiento mínimo.

* Menor consumo de energía que MBR:Solo entre 0,5 y 1 kWh más para aireación y eliminación de kg⁻¹ N, sin consumo de energía de succión de membrana; Ahorro de energía del 30 al 50 % en comparación con MBR.

 

 

* Alto efluente SS:Se requiere filtración posterior o adición de floculante para reducir el SS a<10 mg L⁻¹. For applications with high reuse requirements, sand filtration/MF is necessary.

* Pérdida del transportista:Para la interceptación se requieren mallas finas (menores o iguales a 6 mm) o placas perforadas; Los cálculos hidráulicos deben reforzarse durante cambios repentinos en el flujo de agua.

* La eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo requiere procesos por etapas:Pre-anóxico + aeróbico + post-anóxico + eliminación química de fósforo, lo que resulta en un proceso más largo que el CAS; sin embargo, todavía requiere menos tierra.

* Las aguas residuales industriales requieren aclimatación:Las aguas residuales recalcitrantes, con alto-aceite o alta-temperatura requieren la formación gradual de biopelículas, con la adición de agentes microbianos específicos si es necesario.

* Experiencia operativa limitada:Se necesita capacitación en gestión de portadores (reposición, reemplazo, prevención de incendios) y control del espesor de biopelículas.

 

 

* Municipales:Lillehammer, Noruega, 55 000 m³ d⁻¹, originalmente sobrecargado con CAS (suministro de aire limpio), después de agregar el portador K1, NH₄-N < 1 mg L⁻¹, no se requiere volumen adicional del tanque.

* Industriales:15.000 m³/d⁻¹ de aguas residuales de una fábrica de papel de Shandong, China, DQO 1800→150 mg L⁻¹, A/O MBBR + flotación por aire, ahorrando un 40 % de espacio.

* En contenedores:Módulos MBBRPAC™ de 50 a 330 m³/d⁻¹, DBO < 15 mg L⁻¹, SST < 15 mg L⁻¹, instalación in situ completada en 3 días.

 

 

1. Cargando:Orgánico 0,3–1,2 kg DBO m³ d; Nitrificación 0,15–0,4 kg NH₄-N m³ d; Desnitrificación 0,3–0,8 kg NO₃-N m³ d.

2. Relación de llenado:40–60% en zona aeróbica, 50–70% en zona anóxica; el llenado excesivo dificultará la fluidización.

3. HACER:2–4 mg L⁻¹ en zona aeróbica; < 0,3 mg L⁻¹ en zona anóxica, lo que garantiza una potencia de agitación de 8–12 W m⁻³.

4. Pantalla:Se instala una pantalla de cuña de 0,5 a 1 mm en la zona del efluente para evitar la pérdida de portador.

5. Tanque de sedimentación secundario:Carga superficial Inferior o igual a 0,8 m³ m⁻² h, carga de sólidos Inferior o igual a 120 kg SS m⁻² d; o utilice flotación por aire en su lugar.

6. Esperanza de vida:Portador de 10 a 15 años, aireador de 5 a 8 años; Se requiere un reabastecimiento del 5% del transportista cada 3 a 5 años.

 

Conclusión:Con sus principales puntos de venta de "pequeño espacio, alta capacidad de carga, resistencia a los golpes y fácil expansión", MBBR se ha convertido en una de las tecnologías de tratamiento biológico preferidas para nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales, actualizaciones y ampliaciones de plantas existentes y el tratamiento de aguas residuales industriales altamente desafiantes. Con las unidades de post-separación y filtración adecuadas, puede alcanzar de manera estable una calidad de agua superficial de Clase A o incluso Clase IV de acuerdo con el "Estándar de descarga de contaminantes de la planta de tratamiento de aguas residuales urbanas" mientras consume significativamente menos energía que MBR. Es especialmente adecuado para proyectos con terreno limitado, grandes fluctuaciones en el volumen de agua o aquellos que requieren una puesta en marcha rápida.

 

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