Tipos de ensuciamiento en membranas de ultrafiltración tipo cross flow en el tratamiento de lixiviado de vertedero y aguas industriales de alta carga

Tipos de ensuciamiento en membranas de ultrafiltración tipo cross flow en el tratamiento de lixiviado de vertedero y aguas industriales de alta carga

El tratamiento biológico de lixiviados para la eliminación de materia orgánica (DQO) y nitrógeno (N) se puede realizar en distintas configuraciones tecnológicas. La configuración con más garantías y con mayor éxito a largo plazo es de los biorreactores de membrana (en inglés, membrane bioreactor; MBR). Wehrle Umwelt ha sido un referente durante los últimos 25 años con la tecnología MBR biomembrat®. Esta tecnología consiste en el tratamiento biológico de lixiviados o aguas industriales con una alta concentración de DQO y N en la cual la separación del lodo se hace mediante ultrafiltración (UF) de tipo cross-flow (Figura 1).

Figura 1. Calle de UF de tipo cross-flow en Biomembrat® de Wehrle Umwelt

El funcionamiento básico de la filtración mediante membranas de UF de cross-flow es la obtención del permeado en el sentido perpendicular del flujo del lodo (Fig.2). En otro post, se comentarán las diferencias entre los diferentes tipo de ultrafiltración con más detalle. No obstante, el fenómeno de ensuciamiento es general para todo tipo de membranas de UF aunque la manera de revertir dicho ensuciamiento es distinto por cada tipo de UF. A grandes rasgos pues, se pueden describir dos tipos de ensuciamiento: fouling y clogging.

Figura 2. Filtración mediante membrana de UF de tipo cross-flow (Fuente: Wikipedia)

El fouling es el ensuciamiento habitual que padecen las membranas por el hecho de la propia filtración. Consiste en el ensuciamiento de la superficie de la membrana la cual tapona el poro de la membrana. Este ensuciamiento puede ser causado por materia orgánica como por incrustaciones inorgánicas o, en el caso de los lixiviados, por ambas razones. Su eliminación es habitualmente posible mediante lavados químicos.

Por otro lado, existe el fenómeno descrito en inglés como clogging. Este fenómeno de ensuciamiento es la obstrucción de los canales de la membrana por donde fluye el lodo. Las causas pueden ser varias pero básicamente es el paro inesperado y prolongado de la recirculación, un valor demasiado alto de sólidos en suspensión del lodo (>30 g/L) o un taponamiento del cabezal de membranas. Todo ello causa que el caudal de recirculación sea demasiado bajo. En nuestra experiencia de más de 15 años operando este tipo de sistemas, hemos colaborado con nuestros clientes para resolver este tipo de ensuciamiento mediante la formación y supervisión de limpiezas mecánicas. Nuestros técnicos ya lo conocen como la limpieza de churros tal y como se observa en la Figura 3. Es uno de los trabajos más cansados y aburridos pero muchas veces indispensable.

Figura 3. Filtración mediante membrana de UF de tipo cross-flow (Fuente: Wikipedia)

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