MBR (Biorreactor de membrana) Tratamiento de aguas residuales
MBR (Biorreactor de membrana) Tratamiento de aguas residuales
Flujo de procesos
Agua cruda → Precribado → tanque anaeróbico → tanque anóxico → tanque aeróbico → tanque de membrana MBR → bomba de succión → desinfección → reutilización / descarga
Lodos en exceso: Desgaste periódico de lodos
Introducción al proceso
Las aguas residuales crudas pasan primero Unidades de pretratamiento, incluyendo criba gruesa, criba fina y cámara de areno. Se eliminan grandes restos, pelo, fibras y partículas de arena para proteger los módulos de membrana MBR de daños.
Después, las aguas residuales fluyen hacia el grupo bioquímico de tanques, que generalmente consiste en Tanque anaeróbico → tanque anóxico → tanque aeróbico → tanque de membrana MBR.
- Tanque anaeróbico: En condiciones anaeróbicas, se produce la liberación de fósforo. La mezcla se adopta sin aireación.
- Tanque anóxico: La desnitrificación ocurre. El nitrógeno nitrato se convierte en gas nitrógeno para eliminar nitrógeno total utilizando una fuente de carbono orgánico en aguas residuales.
- Tanque aeróbico: La aireación suministra oxígeno. Los microbios aeróbicos degradan la DBO y la Causa de la Muerte; La nitrificación convierte el nitrógeno amoníaco en nitrógeno nitrato. Las bombas de recirculación de líquidos mixtos devuelven el líquido mezclado rico en nitratos de vuelta al tanque anóxico.
- Tanque de membrana MBR: Aquí se instalan módulos de membrana sumergidos PVDF. La aireación continua roza la superficie de la membrana para reducir la incrustación de lodos. El permeado (agua limpia) se extrae mediante una bomba de succión a través de poros de membrana. El lodo y los sólidos quedan atrapados dentro del tanque.
El agua limpia producida puede desinfectarse y reutilizarse. Se descarga periódicamente una pequeña cantidad de lodo en exceso.
Ventajas
Campos de aplicación
- ✓Tratamiento de aguas residuales municipales
- ✓Tratamiento de aguas residuales industriales
- ✓Tratamiento por lixiviación en vertederos
- ✓Tratamiento de aguas residuales hospitalarias
- ✓Reutilización y recuperación de agua
- ✓Tratamiento descentralizado de aguas residuales
Principio de funcionamiento
Biorreactor de membrana MBR
El sistema MBR combina Tratamiento biológico con lodos activados con Tecnología de separación por membrana, reemplazando al tradicional tanque de sedimentación secundaria utilizado en el tratamiento convencional de aguas residuales.
Las aguas residuales entran primero en el tanque biológico. Los microorganismos aeróbicos (lodos activados) descomponen y degradan contaminantes orgánicos como la DBO y la Deficiencia de Muerte en las aguas residuales bajo condiciones de aireación. Las reacciones de nitrificación y desnitrificación se llevan a cabo para eliminar el nitrógeno amoníaco y el nitrógeno total.
En lugar de sedimentar lodos por gravedad, el licor mezclado se filtra a través de módulos de membrana PVDF sumergidos. La membrana actúa como una barrera física, interceptando lodos activados, sólidos en suspensión, coloides y patógenos. Solo el agua permeada limpia pasa a través de los poros de la membrana y se bombea como efluente tratado.
El lodo se retiene dentro del biorreactor, manteniendo una alta concentración de MLSS. Esto permite una biodegradación eficiente y reduce la huella de toda la planta. Se aplican ventilaciones periódicas, lavado de retención y limpieza química para mitigar la incrustación de membranas y mantener un funcionamiento estable.
Todo el proceso es monitorizado y controlado por PLC, incluyendo TMP, flux, aireación, succión, relajación y ciclos de limpieza.
MBR (Biorreactor de membrana) Parámetros del proceso de tratamiento de aguas residuales
| Parámetro | Unidad | Rango típico | Valor de trabajo recomendado |
| MLSS (Sólidos en suspensión líquidos mixtos) | mg/L | 6000‑12000 | 8000‑10000 |
| MLVSS/MLSS | 0.65‑0.85 | 0.70 | |
| F/M (BOD₅) | kgBOD₅/(kgMLSS·d) | 0.05‑0.15 | 0.08‑0.10 |
| SRT (Tiempo de retención de lodos) | Día | 15‑30 | 18‑25 |
| THS total (tiempo de retención hidráulica) | hora | 8‑14 | 10‑12 |
| DO-Aeróbico (Osígeno disuelto en tanque de aireación) | mg/L | 1.5‑3.0 | 2.0 |
| DO-Anóxico (Anóxico por Oxígeno Disuelto) | mg/L | <0,5 | 0.2‑0.4 |
| DO-Anaeróbica (Oxígeno Disuelto Anaeróbico) | mg/L | <0.2 | <0.1 |
| pH | ‑ | 6.5‑8.5 | 7.0‑7.8 |
| Temperatura | °C | 10‑35 | 15‑28 |
| Recirculación de líquidos mixtos | % | 200‑400 | 300 |
| Residuos de lodo | m³/d | Calculado por SRT |
Parámetros de membrana
| Parámetro | Unidad | Rango típico | Recomendado | Nota |
| Flujo neto | L/(m²·h) LMH | 12‑20 | 15‑17 | Para MBR sumergido, el flujo se calculará con retrolavado, relajación y conversión en tiempo de inactividad |
| Presión transmembrana | kPa | 5‑30 | <25 | Advertencia: >35 kPa; Alarma: >45-50 kPa; El aumento de la TMP implica una incrustación severa de membrana |
| Tamaño de los poros de membrana | μm | 0.03‑0.2 | 0.1 | Fibra hueca PVDF / membrana plana en lámina (Microfiltración, MF) |
| Caudal de aire que roza la membrana | Nm³/(h·m²-membrana) | 0.2‑0.5 | 0.3 | Limpieza de módulos de membrana: el mayor consumo energético en un sistema MBR |
| Ciclo de succión | min | 8‑12 | 10 | Succión 8–9 min + Relajación 1–2 min (sin succión, aireación continua) |
| Contracorriente | ‑ | 1-2 veces al día | 1-2 veces al día | Contracorriente de agua; Químico en el lugar (CIP): una vez cada 3-6 meses |
| Pre-selección | mm | 1‑3 | ≤2mm | Se requiere un pretratamiento aguas arriba del MBR para evitar que los filamentos de membrana se rayen por el pelo y los materiales fibrosos |
Parámetros de calidad del agua (aguas residuales municipales: influyentes y efluentes)
| Punto | Unidad | Influyente típico | Efluente típico de MBR |
| CODcr | mg/L | 250‑500 | ≤30-50 |
| BOD₅ | mg/L | 120‑250 | ≤5-10 |
| SS | mg/L | 150‑250 | <5 |
| NH₃-N | mg/L | 25‑45 | ≤1-5 |
| TN | mg/L | 35‑55 | ≤10-15 |
| TP | mg/L | 3‑6 | ≤0.3-1.0 |
| Turbidez | NTU | ‑ | <0,5,General 0,1-0,3 |
Preguntas frecuentes
¿Qué es el MBR?
MBR significa Biorreactor de membrana. Combina tratamiento de lodos activados biológicamente con filtración por membrana, sustituyendo al tradicional tanque de sedimentación secundaria
¿Qué tipos de membranas están disponibles para MBR?
Membrana de fibra hueca PVDF o membrana plana en lámina (Microfiltración, MF), instalación sumergida
¿Qué causa la incrustación de membrana?
Sólidos en suspensión, coloides, sustancias poliméricas extracelulares, cabello y restos de fibras. El pelo/fibras debe eliminarse mediante prefiltración aguas arriba del MBR para evitar que los filamentos de membrana se rasquen.
¿Qué es el TMP? ¿Cuáles son los puntos de ajuste para la advertencia y la alarma?
TMP significa Presión Transmembrana, que refleja el nivel de incrustación de membrana. Aviso>35 kPa; Alarma>45–50 kPa. El aumento de la TMP indica un aumento de incrustación de membrana
¿Cuál es el ciclo de succión estándar para MBR sumergido?
Succión 8–9 min + Relajación 1–2 min (succión detenida, aireación continua).
¿Cuál es el flujo de diseño recomendado?
Tipo sumergido, calculado con retrolavado, relajación y conversión en tiempo de inactividad. No funcione a largo plazo por encima de 20 LMH; El alto flujo acelera el ensuciamiento de membrana
¿Cuáles son los métodos de limpieza de membrana?
Retrolavado rutinario de agua; Limpieza química con limpieza en el lugar (CIP) una vez cada 3–6 meses
¿Qué artículo consume más energía en el sistema MBR?
Escurrimiento de módulos de membrana (aireación por membrana)
¿Cuál es la diferencia entre un tanque aeróbico y un tanque anóxico?
- Tanque aeróbico: DO 2~4 mg/L, para degradación de DBO/COD, nitrificación y captación de fósforo. - Tanque anóxico: DO
¿Qué parámetros clave de proceso deberíamos proporcionar para el diseño de MBR?
Tipo de aguas residuales, influyentes y parámetros de calidad del agua efluente, HRT, SRT (calculado por SRT), MLSS, DO en tanque aeróbico, flujo de membrana, ajuste de TMP.
Envía tus requerimientos
- Ubicación del proyecto (País/Ciudad) —
- Aplicación: Tipo de aguas residuales — Alcantarillado doméstico / Aguas residuales industriales
- Capacidad de tratamiento — ____ m³/día o ___ m³/h
- Modo de funcionamiento — Funcionamiento continuo / Intermitente 24 horas
- Tipo de instalación — Enterrado / Sobre el suelo / Contenedor
- Calidad Influyente — - CODcr: ____ mg/L - BOD5: ____ mg/L - SS Sólidos en suspensión: ____ mg/L - NH3-N Nitrógeno amoníaco: ____ mg/L - TP Fósforo total: ____ mg/L - PH: ____ - Temperatura: ____ °C - Contaminantes especiales: aceite / metales pesados / color, etc
- Norma de Vertido de Efluentes — - Estándar de vertido requerido - Índices de efluentes requeridos COD____, BOD____, SS____, NH3-N____, TP____, pH____ - Propósito del efluente: Vertido al río / Reutilización (riego, lavado)
- Preferencia de proceso — A/O/ A²O / MBR / SBR
- ¿Opción de membrana? — MBR / PVDF fibra hueca
- Automatización — PLC manual / semiautomático / totalmente automático + HMI
- Requisito de control de olores —
- Requisitos de materiales: — Acero al carbono / SS304 / SS316
- Puerto de destino y término de entrega —
