10.11.2020
Umwelttechnik

Transformación de un SBR a MBR

En ciertas ocasiones se da el caso que tras haber implantado un proceso SBR, la propiedad se encuentra que la solución instalada no permite alcanzar los requisitos de depuración exigidos. Posibles causas para este incumplimiento pueden ser variadas: cambio de las características del agua residual real respecto a las consideradas en diseño (concentración, caudal); modificación de los requerimientos de vertido; diseño incorrecto del proceso, etc...

Cuando esto sucede, und alternativa tecnológica de mejora es la modernización del proceso SBR en un proceso MBR, que permite reaprovechar en su mayor parte la instalación existente a la vez que consigue alcanzar los requisitos de depuración de forma económica, rápida y con garantías de éxito.

El estudio técnico de los requisitos para la conversión de un SBR en un MBR es específico y personalizado a cada instalación particular, si bien hay una serie de criterios generales comunes a tener en cuenta:

Análisis de las condiciones actuales:

La propiedad deberá facilitar lo más detalladamente posible la situación real y actualizada de la instalación:

  • Caracterización detallada del agua residual existente; límites de vertido requeridos presentes y/o futuros; limitaciones específicas del proyecto (espacio, altura, ubicación, ruido, cambio futuro normativa, otras consideraciones técnicas).
  • Datos detallados de la instalación SBR actual (Ingeniería, diseño, dimensionamiento de equipos, datos de operación).
  • Razones por las que la propiedad considera que el SBR no cumple con sus expectativas y necesidades (caudal de tratamiento insuficiente, incumplimiento de límites de vertido, incumplimiento de otra normativa específica, problemas operativos, exceso de costes, dificultad de operación, etc.)​

Análisis de las causas del incumplimiento:

Con todos los datos recopilados se debe realizar un estudio detallado y justificado sobre las causas técnicas específicas que llevan al funcionamiento inadecuado del SBR, entre las que típicamente se encuentran el diseño o dimensionamiento incorrecto de distintas unidades del sistema (volumen biológico, aireación, refrigeración, nutrientes, programación…); el incumplimiento sistemático de los requisitos de vertido  o problemas operativos (bulking, espumas, etc.).

Estudio de alternativas y propuestas de mejora:

En base al análisis anterior se plantean las intervenciones requeridas para la conversión del SBR en MBR que consigan reutilizar la mayor parte de la instalación SBR existente.

Una de las actuaciones imprescindibles para convertir un SBR en un proceso MBR es la implementación de un sistema de membranas externas de ultrafiltración como método de separación de los fangos activos, conectada al reactor biológico SBR existente que en principio pasaría a ser operado en continuo como reactor aireado de nitrificación/eliminación de DQO. Se deberá asimismo estudiar la necesidad de adecuar el resto de equipamiento al nuevo proceso (aireación, refrigeración, zonas de anoxia, dosificación de reactivos, tratamientos terciarios, etc.) y actualizar correspondientemente la lógica de operación de la instalación con un nuevo programa PLC/SCADA.

Los sistemas de membranas externas de ultrafiltración externa son muy compactos y se suelen suministrar pre-montados en rack o dentro de contenedor marítimo estándar, completamente probados y listos para su conexión y uso, de forma que la conversión de un SBR en un MBR suele ser un proyecto rápido y sencillo de implementar y con una mínima interfase con la instalación SBR existente.

El espacio requerido para la instalación de una ultrafiltración externa es muy reducido. En un contenedor comercial de 40 pies (12 metros largo por 2,5 metros ancho) es posible ubicar, en función de la aplicación, un sistema de ultrafiltración completo con capacidad hidráulica de hasta 500 m3/d.

CONCLUSIONES

Convertir una instalación SBR en un proceso MBR es una alternativa técnica sostenible que confiere las siguientes ventajas y mejoras al SBR existente:

  • Permite reutilizar la mayor parte de las instalaciones del SBR existente.
  • Permite incrementar hasta en más de 5 veces la carga de DQO y nitrógeno a tratar sin necesidad de incrementar el volumen biológico de reacción.
  • Permite alcanzar un efluente con una muy alta calidad (ausencia de solidos suspendidos, muy baja DQO, amonio residual prácticamente cero) que permite cumplir límites de vertido muy estrictos o incluso plantear una reutilización de agua.
  • Permite incorporar tratamientos terciarios de manera directa, económica y eficaz.
  • Son soluciones muy compactas, que tienen muy bajos requerimientos de área de implantación adicional.
  • La instalación es sencilla y rápida, con poca interfase entre la instalación SBR y los nuevos equipos.
  • Es una solución económica que aporta grandes mejoras en capacidad de tratamiento y calidad de vertido con reducida inversión.

Ejemplos de la transformacion de un SBR a MBR

Antes - CTR ECOPARC, Barcelona, España
Antes de la transformacion de un SBR a MBR - CTR ECOPARC, Barcelona, España - WEHRLE

Después - CTR ECOPARC, Barcelona, España
Después de la transformacion de un SBR a MBR - CTR ECOPARC, Barcelona, España -WEHRLE

Tabla comparativa

  SBR MBR + OI

Caudal [m3/d]

150 300

Carga DQO [Kg DQO/d]

2.400 4.800

Carga Nitrógeno [Kg N/d]

420 840

Carga volumétrica [Kg DQO/m3.d]

1,2 2,4

Punto de descarga

Indirecto Directo

Antes - Vertedero RSU LILLYHALL, Reino Unido
Antes de la transformacion de un SBR a MBR - Vertedero RSU LILLYHALL, Reino Unido - WEHRLE

Después - Vertedero RSU LILLYHALL, Reino Unido
Después de la transformacion de un SBR a MBR - Vertedero RSU LILLYHALL, Reino Unido - WEHRLE

Tabla comparativa

  SBR MBR

Caudal [m3/d]

100 100

Footprint [m2]

1.500 900

Carga volumétrica [Kg DQO/m3.d]

0,14 1,4

OPEX

> 10 £/m3

< 2,5 £/m3

 

Antes - Vertedero RNP IGORRE, Vizcaya, España
Después de la transformacion de un SBR a MBR - CTR ECOPARC, Barcelona, España -WEHRLE

Después - Vertedero RNP IGORRE, Vizcaya, España
Después de la transformacion de un SBR a MBR - Vertedero RNP IGORRE, Vizcaya, España - WEHRLE

Tabla comparativa

  SBR MBR

Caudal [m3/d]

100 300

Carga DQO [Kg DQO/d]

200 1.500

Carga Nitrógeno [Kg N/d]

90 165

Carga volumétrica [Kg DQO/m3.d]

0,55 3,35