MBR (Biorreator de Membrana) Tratamento de Águas Residuais
MBR (Biorreator de Membrana) Tratamento de Águas Residuais
Fluxo de Processo
Água → Pré-triagem → Tanque Anaeróbico → Tanque Anóxico → Tanque Aeróbico → Tanque de Membrana MBR → Bomba de Sucção → Desinfecção → Reutilização/Descarga
Excesso de Lodo: Resíduos periódicos de lodo
Introdução ao Processo
A água residual bruta passa primeiro Unidades de pré-tratamento, incluindo peneira grossa, peneira fina e câmara de areia. Grandes detritos, cabelos, fibras e partículas de areia são removidos para proteger os módulos da membrana MBR contra danos.
Depois, as águas residuais fluem para o grupo de tanques bioquímicos, geralmente composto por Tanque anaeróbico → tanque anóxico → tanque aeróbico → tanque de membrana MBR.
- Tanque anaeróbico: Em condições anaeróbicas, ocorre a liberação de fósforo. A mistura é adotada sem aeração.
- Tanque anóxico: A desnitrificação acontece. O nitrogênio nitrato é convertido em gás nitrogênio para remover o nitrogênio total utilizando uma fonte de carbono orgânico nas águas residuais.
- Tanque aeróbico: Aeração fornece oxigênio. Microrganismos aeróbios degradam a DBO e a DCO; a nitrificação converte nitrogênio amoníaco em nitrogênio nitrato. Bombas de recirculação de líquidos mistos retornam o líquido misto rico em nitrato de volta ao tanque anóxico.
- Tanque de membrana MBR: Módulos de membrana submersos PVDF são instalados aqui. A aeração contínua percorre a superfície da membrana para reduzir a incrustação de lama. O permeado (água limpa) é extraído por uma bomba de sucção através dos poros de membrana. Lodo e sólidos ficam presos dentro do tanque.
A água limpa produzida pode ser desinfetada e reutilizada. Uma pequena quantidade de lodo em excesso é descarregada periodicamente.
Vantagens
Campos de Aplicação
- ✓Tratamento de águas residuais municipais
- ✓Tratamento de águas residuais industriais
- ✓Tratamento por lixiviação em aterros sanitários
- ✓Tratamento de águas residuais hospitalares
- ✓Reutilização e recuperação de água
- ✓Tratamento descentralizado de esgoto
Princípio de Funcionamento
Biorreator de Membrana MBR
O sistema MBR combina Tratamento biológico com lodo ativado com Tecnologia de separação por membrana, substituindo o tradicional tanque de sedimentação secundária usado no tratamento convencional de águas residuais.
As águas residuais entram primeiro no tanque biológico. Migrorganismos aeróbicos (lodo ativado) decompõem e degradam poluentes orgânicos como DBO e COD nas águas residuais sob condições de aeração. Reações de nitrificação e desnitrificação ocorrem para remover nitrogênio amônico e nitrogênio total.
Em vez de sedimentar lodo por gravidade, o licor misturado é filtrado por módulos de membrana PVDF submersos. A membrana atua como uma barreira física, interceptando lodo ativado, sólidos suspensos, coloides e patógenos. Apenas a água permeada limpa passa pelos poros da membrana e é bombeada como efluente tratado.
O lodo é retido dentro do biorreator, mantendo uma alta concentração de MLSS. Isso permite uma biodegradação eficiente e reduz a pegada de toda a planta. São aplicados cortes periódicos de aeração, contralavagem e limpeza química para mitigar a incrustação de membranas e manter o funcionamento estável.
Todo o processo é monitorado e controlado por CLP, incluindo TMP, fluxo, aeração, sucção, relaxamento e ciclos de limpeza.
MBR (Bioreator de Membrana) Parâmetros do Processo de Tratamento de Águas Residuais
| Parâmetro | Unidade | Alcance típico | Valor de trabalho recomendado |
| MLSS (Sólidos Suspensos Líquidos Mistos) | 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 (Tempo de Retenção de Lodo) | dia | 15‑30 | 18‑25 |
| HRT Total (Tempo de Retenção Hidráulica) | Hora | 8‑14 | 10‑12 |
| DO-Aeróbico (Oxigênio Dissolvido em Tanque de Aeração) | mg/L | 1.5‑3.0 | 2.0 |
| DO-Anóxico (Oxigênio Dissolvido Anóxico) | mg/L | <0,5 | 0.2‑0.4 |
| DO-Anaeróbico (Anaeróbico de Oxigênio Dissolvido) | mg/L | <0,2 | <0.1 |
| pH | ‑ | 6.5‑8.5 | 7.0‑7.8 |
| Temperatura | °C | 10‑35 | 15‑28 |
| Recirculação de líquidos mistos | % | 200‑400 | 300 |
| Resíduos de lodo | m³/d | Calculado pelo SRT |
Parâmetros de membrana
| Parâmetro | Unidade | Alcance típico | Recomendado | Nota |
| Fluxo Líquido | L/(m²·h) LMH | 12‑20 | 15‑17 | Para MBR submerso, o fluxo deve ser calculado com contra-lavação, relaxamento e conversão de tempo de inatividade |
| Pressão Transmembrana | kPa | 5‑30 | <25 | Aviso: >35 kPa; Alarme: >45-50 kPa; O aumento da TMP significa incrustação severa na membrana |
| Tamanho dos poros da membrana | μm | 0.03‑0.2 | 0.1 | PVDF Fibra Oca / Membrana Plana (Microfiltração, MF) |
| Escoamento por membrana taxa de fluxo de ar | Nm³/(h·m²-membrana) | 0.2‑0.5 | 0.3 | Escavação de módulos de membrana: o maior consumo de energia em sistemas MBR |
| Ciclo de sucção | min | 8‑12 | 10 | Sucção 8–9 min + Relaxamento 1–2 min (sem sucção, aeração contínua e esfregada) |
| Contra-lavagem | ‑ | 1-2 vezes por dia | 1-2 vezes por dia | Retorno de água; Químico no Local (CIP): uma vez a cada 3-6 meses |
| Pré-tela | mm | 1‑3 | ≤2mm | O pré-tratamento é necessário a montante do MBR para evitar que filamentos de membrana sejam arranhados por cabelos e materiais fibrosos |
Parâmetros de Qualidade da Água (Esgoto Municipais: Influente e Efluente)
| Item | Unidade | Influente 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 |
Perguntas Frequentes
O que é MBR?
MBR significa Biorreator de Membrana. Ele combina tratamento biológico de lodo ativado com filtração por membrana, substituindo o tradicional tanque de sedimentação secundária
Quais tipos de membrana estão disponíveis para MBR?
Membrana de fibra oca PVDF ou membrana plana em folha (Microfiltração, MF), instalação submersa
O que causa a incrustação de membrana?
Sólidos suspensos, coloides, substâncias poliméricas extracelulares, detritos de cabelo e fibras. Pelos/fibras devem ser removidos por pré-filtração a montante do MBR para evitar arranhões nos filamentos da membrana.
O que é TMP? Quais são os pontos de ajuste para aviso e alarme?
TMP significa Pressão Transmembrana, que reflete o nível de incrustação da membrana. Aviso>35 kPa; Alarme>45–50 kPa. O aumento da TMP indica aumento da incrustação da membrana
Qual é o ciclo padrão de sucção para MBR submerso?
Sucção 8–9 min + Relaxamento 1–2 min (sucção parada, aeração contínua e escorredor).
Qual é o fluxo de design recomendado?
Tipo submerso, calculado com contra-lavação, relaxamento e conversão em tempo de inatividade. Não funcione a longo prazo acima de 20 LMH; Fluxo alto acelera a incrustação da membrana
Quais são os métodos de limpeza de membrana?
Retorno de água rotineiro; Limpeza química de limpeza no local (CIP) a cada 3 a 6 meses
Qual item consome mais energia no sistema MBR?
Escavação de módulos de membrana (aeração por membrana)
Qual é a diferença entre tanque aeróbico e tanque anóxico?
- Tanque aeróbico: DO 2~4 mg/L, para degradação do BOD/COD, nitrificação e absorção de fósforo. - Cilindro anóxico: DO
Quais parâmetros-chave de processo devemos fornecer para o projeto de MBR?
Tipo de águas residuais, parâmetros de qualidade da água influente e efluente, HRT, SRT (calculado por SRT), MLSS, DO em tanque aeróbico, fluxo de membrana, configuração TMP.
Envie seus requisitos
- Local do projeto (País/Cidade) —
- Aplicação: Tipo de esgoto — Esgoto doméstico / Águas residuais industriais
- Capacidade de tratamento — ____ m³/dia ou ___ m³/h
- Modo de operação — Operação contínua / Intermitente 24h
- Tipo de instalação — Enterrado / Acima do solo / Containerizado
- Qualidade Influente — - CODcr: ____ mg/L - BOD5: ____ mg/L - SS Sólidos suspensos: ____ mg/L - NH3-N Nitrogênio amônico: ____ mg/L - TP Fósforo total: ____ mg/L - PH: ____ - Temperatura: ____ °C - Contaminantes especiais: óleo / metais pesados / cor etc
- Padrão de Descarga de Efluentes — - Padrão de descarga obrigatória - Índices de efluentes exigidos COD____, BOD____, SS____, NH3-N____, TP____, pH____ - Propósito do efluente: Despejo para o rio / Reutilização (irrigação, lavagem)
- Preferência de processo — A/O/ A²O / MBR / SBR
- Opção de membrana? — MBR / PVDF fibra oca
- Automação — CLC+HMI manual / semi-automático / totalmente automático
- Requisito de controle de odor —
- Requisito de materiais: — Aço carbono / SS304 / SS316
- Porto de destino e termo de entrega —
