Gemma Girós (SEARSA)Mercè Rius (Paymacotas, SAU)Josep Llahuna (TFB-Flygt, SA)

UTILITZACIÓ DE BIOMEMBRANES EN UN TRACTAMENT BIOLÒGIC PER ASSEGURAR

LA QUALITAT DE L’EFLUENT.Cas de La Bisbal d’Empordà

18 de Gener de 2005

II Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions II Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües ResidualsDepuradores d’Aigües Residuals

GESTIÓ DEL SANEJAMENTGESTIÓ DEL SANEJAMENT

EDAR LA BISBAL D’ EMPORDÀ ( entrada en funcionament 1993 )

Qualitat de sortida segons normativa vigent.

8 ppmPT

45 ppmN-NH4

60 ppmNTK

650 ppmDQO

285 ppmSS

325 ppmDBO5

3.000 m3/diaCabal

Paràmetres dissenyBombaments Externs. Clavegueram amb infiltracions.

Bombament d’entrada.

Pretractament. Hidranets.

Desarenador – Desengreixador.

Tractament biològic. Carrussel.

Decantació Secundària.

Espessidor.

Deshidratació per centrífuga.

Reactor Biològictipus Carrusel

Decantador Secundari

OBJECTIU

Assegurar qualitat efluent secundari en previsió d’operació al límit de la capacitat de l’EDAR.

ACTUACIONS

Tanc de Laminació Airejat (1.400 m3, 37 kW)

Tamisat a 1mm a l’entrada a biològic (0,55 kW)

Instal·lació Membranes Ultrafiltració, MBR (3.250 m3/d)

PRESSUPOST EXECUCIÓ MATERIAL

Tanc de Laminació Airejat: 588.235 €Sistema Membranes Ultrafiltració: 1.335.509 €

REMODELACIÓ EDAR LA BISBAL D’ EMPORDÀ ( Any 2003 )

Sòlids en suspensióSòlids en suspensió

ParàsitsParàsits

BactèriesBactèries

Org. macro. Mol·Org. macro. Mol·lèculeslècules

VirusVirus

Col·Col·loidalsloidalsSals DissoltesSals Dissoltes

Filtració SorraFiltració Sorra

MicrofiltracióMicrofiltració

UltrafiltracióUltrafiltració

NanofiltracióNanofiltració

Osmosi InversaOsmosi Inversa

PelosCrypto-sporidium

Microorganismes

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100µm

polio virus

Membranes ZENON

MEMBRANES TRACTAMENT D’AIGUA

SubmergibleSubmergible

Fibra BuidaFibra Buida

UltrafiltraciUltrafiltracióó (UF)(UF)

PVDF , PVDF , PolivinildifluoratPolivinildifluorat

(resistent als (resistent als oxidantsoxidants i al clor)i al clor)

MEMBRANES ZeeWeed®

ConfiguraciConfiguracióó: Fora: Fora--dintre dintre

Dintre-foraMajor Major pretamisatpretamisatMajor freqMajor freqüèüència netejancia netejaNeteges mNeteges méés severes per s severes per mantenir interior de la mantenir interior de la membrana netmembrana net

Fora-dintreMMíínim nim pretamisatpretamisatMenor freqMenor freqüèüència ncia netejanetejaNeteges mNeteges méés suaus per s suaus per mantenir exterior de la mantenir exterior de la membrana netmembrana net

Membrana Membrana PolimPolimèèricarica sobre una fibra porosa de suportsobre una fibra porosa de suport

DiDiààmetre de porus:metre de porus:

0,04 0,04 µµm (nominal 90%)m (nominal 90%)

0,1 0,1 µµm (absolut al 99,99%)m (absolut al 99,99%)

ResistResistèènciancia:: DD’’una sola fibra es poden penjar fins a 50 kg una sola fibra es poden penjar fins a 50 kg de pesde pes

FiabilitatFiabilitat: Pot operar amb < 1.0 mg/L TSS (DW) a 50.000+ : Pot operar amb < 1.0 mg/L TSS (DW) a 50.000+ mg/L MLSS (espessament de fangs)mg/L MLSS (espessament de fangs)

Durabilitat: mDurabilitat: méés del 99% dels ms del 99% dels mòòdulsduls instalinstal··lats encara lats encara estan en servei (el primersestan en servei (el primers instalinstal··lats el 1993)lats el 1993)

7,5 kgBowlling ball

MEMBRANES ZeeWeed® 500 – FIBRES REFORÇADES

MEMBRANES SUBMERGIDES ZeeWeed®

SISTEMES DE NETEJA EN MEMBRANES

Contrarentats: Cicles continus d’11’: 10’ permeat i 1’ contrarentat

Neteja Manteniment: Cada 15-30 dies durant 60’ amb cicles de 10’:

5’ relax i 5’ contracorrent amb 150 ppm clor

5’ relax i 5’ contracorrent amb àcid cítric

Neteja Recuperació: Anualment, immersió membranes durant 3 – 4 h

en 600 ppm clor

en àcid cítric a pH 2 màxim

ZeeWeed®

Cassettes de Membranes

Col·lector Permeat

Bomba de Permeat

Col·lector Aire

Separador AireCol·lector General Permeat

SISTEMA DE MEMBRANES ZeeWeed® 500d

Detall empotrat inferior

Extracció, neteja, aireacióCassette de 8 mòduls

Vista inferior Cassette

Filtració TerciàriaFiltració TerciàriaDecantadorDecantador

PrimariPrimariReactorReactorBiologicBiologic

DecantadorDecantadorSecundariSecundari

MembranesMembranesUFUF

DigestióDigestióFangsFangs

EvacuacióEvacuacióFangsFangs

APLICACIONS MEMBRANES

DecantadorDecantadorPrimariPrimari ReactorReactor

BiològicBiològicDecantadorDecantadorSecundariSecundari FiltreFiltre

SorraSorra

DigestióDigestióFangsFangs

EvacuacióEvacuacióFangsFangs

Procés ConvencionalProcés Convencional

ReactorReactorBiològicBiològic

MembranesMembranesUFUF

EvacuacióEvacuacióFangsFangs

Procés MBRProcés MBRBioreactor MembranesBioreactor Membranes

< 3-10 ppmNtotal

< 5 ppmDBO5

< 0,1 ppmPT

< 1 ppmN-NH4+

1 - 3SDI

< 0,5 NTUTerbolesa

< 10 ufc/100 mlColiformes fecals

< 100 ufcu/100 mlColiformes totals

SORTIDA

• Augmenta la seguretat i la qualitat de l’aigua tractada• Permet aplicar directament tractament OI (SDI = 1 – 3)• Permet treballar a SSLM més elevats (fins a 15 g/L) implicant:

millora en degradació de compostos difícilment biodegradablesmillora en nitrificaciódisminució producció de fangsincrement del TMRC permet reduir el TRH i augmentar capacitat de planta

• Sistema completament automatitzat• Sistema compacte, adaptable a tancs existents, ideal per ampliacions amb

limitacions d’espai

• Augment del consum energètic• Necessitat d’optimitzar neteges

AVANTATGES I INCONVENIENTS

Sistema Biomembranes

Dos trens de membranes ZeeWeed-500 d’ultrafiltració de Zenon

Cada tren té 6 cassettes de 22 elements cadascun

Superfície Filtració Total: 5.808 m2

Cabal Nominal 3.240 m3 / dia

Cabal d’alimentació 2 x 166 m3 / h

Cabal de permeat 166 m3 / h

Cabal de recirculació per gravetat 166 m3 / h

Cabal Aire: 13 Nm3/h

Alimentació màxima TSS 4.000 mg/L

REMODELACIÓ EDAR LA BISBAL D’ EMPORDÀ ( Any 2003 )

Biomembranes

Requeriments Alimentació 400 V, trifàsica

Potència Instal·lada 70 kW

Màxima Demanda Simultània 40 kW

Consum Diari Previst 961 kWh/dia

Consum Específic Previst 0,3 kWh/m3

REMODELACIÓ EDAR LA BISBAL D’ EMPORDÀ ( Any 2003 )

Tanc laminació airejat

Tamisat 1mm previ biològic

Vista general tancs ubicació Membranes / Equipament

Reactor biològic.

Detall de bombamentalimentació tanc membranes, i recirculació a biològic

Vista interior tanc membranes

Vista superior tancs ubicació trens de membranes

Bombes PermeatSistema Reactius Neteja

Bufants Aireació base Membranes

Pantalla Sistema Control

OPERACIÓ SISTEMA MEMBRANESTSS en reactor biològic: 4.000 mg/L

TSS en tanc membranes: 8.000 mg/L

Cabal Contrarentat: 1,1-1,5 x cabal permeat

Pressió Treball Permeat: fins a -0,6 kg/cm2

Pressió Rentat: fins a +0,6 kg/cm2

Contrarentats: 10’ permeat i 1’ contrarentat

10’ permeat i 2’ relax

Neteja Manteniment: No efectuada amb hipoclorit per problemes de precipitats, Sí amb à.cítric (2 anuals)

Neteja Recuperació: Anual cada 3-4 mesos

Període de funcionament: Juliol 2003 - Setembre 2004

Manteniment General: Desembre 2004 – Gener 2005

0

5

10

15

20

gener-02 agost-02 febrer-03 setembre-03 març-04 octubre-04

ME

S (

pp

m)

0

5

10

15

gener-02 agost-02 febrer-03 setembre-03 març-04 octubre-04

DB

O5 (

pp

m)

051015202530

gener-02 agost-02 febrer-03 setembre-03 març-04 octubre-04

N-N

TK

(p

pm

)Sòlids en SuspensióSòlids en Suspensió

Demanda Biològica d’OxigenDemanda Biològica d’Oxigen

Nitrogen Nitrogen KjelhdalKjelhdal

QUALITAT EFLUENT EDAR LA BISBAL D’EMPORDÀ

ENERGÍA ELÈCTRICA LA BISBAL 2.003

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

Gener

Febre

r

Març

Abril

Maig Juny

Julio

l

Agos

tSe

tembr

eOctu

bre

Novem

bre

Desem

bre

kWh

Pla kWh

Punta kWh

Vall kWh

TOTAL 03 kWh

Reactiva kVArh

Operació prèvia MBR

0,255 kWh/m3

Operació amb MBR

0,639 kWh/m3

CONSUMS ELÈCTRICS EDAR LA BISBAL D’EMPORDÀ

020.00040.00060.00080.000100.000120.000140.000

gener-02 agost-02 febrer-03 setembre-03 març-04 octubre-04

Bona qualitat de l’aigua de sortida

Ratis de consum elèctric correctes (0,639 kWh/m3)

RESULTATS OBTINGUTS

Sòlids indesitjables en el reactor biològic

> 1mm acumulats durant operació

anterior al tamisat instal·lat

< 1mm presència inusual de fibres

Duresa de l’aigua que precipita en presència d’hipoclorit

Modificació de les neteges degut a la presència dels precipitats

PROBLEMES PRESENTATS

PRIMERA ACTUACIÓ: MILLORA NETEGES

Tornar a l’operació amb contrarentats per provar de millorar la neteja de la superfície de les membranes

Continuar l’investigació amb productes inhibidors de la calç per poder utilitzar tots els sistemes de rentat amb hipoclorit

SEGONA ACTUACIÓ: MILLORAR TAMISAT

Eliminar les fibres < 1mm

ACTUACIONS PREVISTES