Hidráulica vs capacidad de tratamiento de lixiviados

En este post nos apetece compartir uno de los aspectos básicos tanto para el diseño como para la operación de sistemas biológicos de tratamiento de lixiviados. Concretamente, explicaremos nuestra experiencia en cómo debemos transmitir a nuestros clientes estos conceptos cuando realizamos tareas de asistencia técnica tras la entrega llave en mano de un MBR de Wehrle Umwelt.

En un MBR la diferencia entre el diseño hidráulico y el de proceso es clave ya que la filtración mediante membranas de ultrafiltración (UF) externas de tipo cross-flow puede ser el cuello de botella del sistema hidráulico y, además causar limitaciones de tratamiento de toda la planta. El proceso biológico sirve para la eliminación de los contaminantes biodegradables como es la materia orgánica (DQO) no refractaria y el nitrógeno amoniacal. Para el diseño de nitrificación desnitrificación es importante tener en cuenta el volumen de reacción, tanto como el del reactor aerobio, donde ocurre el proceso de nitrificación, como el del reactor anóxico donde se da el proceso de desnitrificación en absencia de oxígeno. En este caso, durante el diseño y operación es básico calcular la carga de DQO y de nitrógeno que va a tener que tratarse. 

El parámetro de carga, habitualmente expresado en kg DQO o N/día, se calcula a partir de la concentración del agua residual a tratar y su caudal. En función del resultado de este parámetro se diseña el volumen de reacción de ambos reactores, así como el aporte de oxígeno necesario. En el caso de un MBR de membranas externas (Biomembrat®), es importante tener en cuenta que la concentración de lodos es superior a los 12 g/L. El oxígeno en estas condiciones no permite una buena difusión. En este sentido, los sistemas convencionales de aireación con platos o tubulares no son eficientes e impiden una buena difusión con un alto consumo energético. Biomembrat está diseñado con un sistema de aireación mediante eyectores que optimiza el rendimiento de los compresores y, en consecuencia, el consumo energético.

Por otro lado, durante el diseño de la capacidad hidráulica se diseñan las características de los equipos de bombeo y la unidad de UF. Para ello no se consideran las características del agua residual o lixiviados a tratar sino solamente el caudal. En este sentido, nos encontramos con algunos clientes que nos dejan saber que la depuradora no está funcionando al nominal. Delante esta habitual demanda, calculamos a partir de los datos de operación la carga aplicada al sistema. Lo más habitual es tener que explicar que la planta sí trabaja en su nominal de carga, pero no en su nominal hidráulico. Este hecho es notorio en instalaciones industriales como son industria alimentaria, farmacéutica o química ya que según la producción se generan aguas residuales con diferentes características.

No obstante, es importante apuntar también que la mayor parte de veces, el estado de la biología tanto en parámetros de concentración de solidos como de absorción de picos de carga afectan al rendimiento de las membranas de ultrafiltración y, si existe, del tratamiento terciario como osmosis inversa o nanofiltración. Nos encontramos de forma habitual una correlación con picos de cargas o purgas no efectuadas con un bajo rendimiento de filtración. Nuestro equipo técnico experimentado es capaz mediante un asesoramiento técnico de consultoría afinar y ayudar al cliente a prever y prevenir estos fenómenos.