Evaluación de la aplicación de un biorreactor de membranas en lotes secuenciales en el tratamiento de aguas residuales domésticas
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Resumen
El sistema de biorreactor con membranas (BRM) ha ganado protagonismo en los últimos años en comparación con los sistemas tradicionales de tratamiento de efluentes domésticos, dado que las restricciones son cada vez mayores debido a sus descargas en cuerpos de agua. Por lo tanto, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la aplicación, a escala piloto, de un biorreactor con membranas en lotes secuenciales (BRM-BS) en el tratamiento de aguas residuales domésticas. El rendimiento del reactor se evaluó en función de la eliminación de los parámetros: demanda química de oxígeno soluble (DQO), nitrógeno amoniacal, fósforo soluble, color aparente y turbidez. Paralelamente, se evaluaron en el reactor análisis relacionados con los procesos de colmatación de las membranas: productos microbianos solubles (SMP) y sustancias poliméricas extracelulares (EPS) en términos de proteínas y polisacáridos, así como la presión transmembrana (PTM). El BRM-BS mostró eficiencias significativas en la eliminación de DQO, color verdadero y turbidez, siendo del 94%, 93% y 99%, respectivamente. Los valores de SMP, EPS y DQO se correlacionaron significativamente con el aumento de la PTM, aunque con una baja velocidad de colmatación. En conclusión, la utilización de BRM-BS presenta un enfoque prometedor para mitigar los impactos ambientales asociados con las aguas residuales domésticas.
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APHA, American Public Health Association (2017) Standard Methots for the Examination of Water and Wastewater., American Water Works Association, Water Environmental Federation, 23rd.
Belli, T. J., Battistelli, A.A., Bassin, J.P., Amaral, M.C.S., Lapolli, F.R. (2019). Influência da idade do lodo na colmatação das membranas em um biorreator à membrana tratando esgoto sanitário. Engenharia Sanitária e Ambiental, 24(1), 157–168. https://doi.org/10.1590/S1413-41522019169848
Brasil (2011) Resolução CONAMA n° 430 de 13 de maio de 2011. Conselho Nacional do Meio Ambiente: CONAMA. Brasília, DF.
Brum, L. F. W.; Santos Júnior, L. C. O.; Benedetti, S. (2009) Reaproveitamento de Água de Processo e Resíduos da Indústria de Laticínios. In: Internacional Workshop Advances in Cleaner Production, 2, 2009, São Paulo. Anais. Acesso em: 12 set. 2023. Disponível em: https://www.advancesincleanerproduction.net/second/files/sessoes/4a/5/L.%20F.%20W.%20Brum%20-%20Abstract.pdf
Esteves, F.A. (2011) Fundamentos de limnologia. 3a ed. Rio de Janeiro: Interciência, 826 pp.
Fujii, F.Y., Pivelli, R.P., Campos, F., Bueno, R.F., Sobrinho, P.A. (2013) Desempenho do reator integrado de lodo ativado com biofilme em leito móvel. Engenharia Sanitária e Ambiental, 18(4), 349-358. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522013000400007
Jiang, Q., Hao, H.N.N., Nghiem, L.D, Hai, F.I., Price, W.E., Zhang, J., Liang, S. Deng, L., Guo, W. (2018) Effect of hydraulic retention time on the performance of a hybrid moving bed biofilm reactor-membrane bioreactor system for micropollutants removal from municipal wastewater. Bioresource Technology, 247, 1228-1232. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2017.09.114
Jordão, E.P., Pessoa, C.A. (2011) Tratamentos de esgotos domésticos. 6rd ed. Rio de Janeiro: ABES.
Judd, S.J. (2016) The status of industrial and municipal effluent treatment with membrane bioreactor technology. Chemical Engineering Journal, 305(1), 37–45. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.08.141
Judd, S.J., Judd, C. (2011) The MBR book: Principles and applications of membrane bioreactors in water and wastewater treatment. 2a ed. Elsevier Ltd, Oxford, UK, 519 pp.
Kermani, M., Bina, B., Movahedian, H., Amin, M.M., Nikaein, M. (2008) Application of Moving Bed Biofilm Process for Biological Organics and Nutrients Removal from Municipal Wastewater. American Journal of Environmental Sciences, 4(6), 682-689. https://doi.org/10.3844/ajessp.2008.675.682
Lin, H., Zhang, M., Wang, F., Mneng, F., Liao, B-Q., Hong, H., Chen, J., Gao, W. (2014) A critical review of extracellular polymeric substances (EPSs) in membrane bioreactors: Characteristics, roles in membrane fouling and control strategies. Journal of Membrane Science, 460, 110-125. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.02.034
Melin, T., Jefferson, B., Bixio, D., Those, C., Wilde, W., Koning, J., Van der Graaf, J., Wintgens, T. (2006) Membrane bioreactor technology for wastewater treatment and reuse. Desalination, 187, 271-282. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.04.086
Meng, F., Chae, S.R., Drews, A., Kraume, M., Shin, H.S., Yang, F. (2009) Recent advances in membrane bioreactors (MBRs): membrane fouling and membrane material. Water research, 43(6), 1489- 1512. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.12.044
Metcalf, L., Eddy, H.P. (2016) Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. 5rd ed. Porto Alegre: AMGH, 2008 pp.
Moura, L., Landau, E.C., Ferreira, A.M. (2016) Doenças Relacionadas ao Saneamento Ambiental Inadequado no Brasil. In: Moura, L., Landau, E.C. (Eds.), Variação Geográfica Do Saneamento Básico No Brasil Em 2010: Domicílios Urbanos E Rurais, Embrapa, Brasília – DF, 189-210.
Pollice, A.; Brookes, A.; Jefferson, B.; Judd, S. Sub-critical flux fouling in membrane bioreactors: a review of recent literature. Desalination, 174, 221-230, 2005. https://doi.org/10.1016/j.desal.2004.09.012
Rodríguez-Hernández, L., Esteban-García, A. L., Tejero, I. (2014). Comparison between a fixed bed hybrid membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor for municipal wastewater treatment: A pilot-scale study. Bioresourse Technology, 152, 212–219. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.10.081
Rosenberger S., Kraume, M. (2002) Filterability of Activated Sludge in Membrane Bioreactors. Desalination, 146, 373- 379. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00515-5
Rosenberger, S., Laabs, C., Lesjean, B., Gnirss, R., Amy, G., Jekel, M., Schrotter, J. C. (2006) Impact of colloidal and soluble organic material on membrane performance in membrane bioreactors for municipal
SNIS, Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (2022) Diagnóstico dos Serviços de Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos - Água e Esgotos - 2022. Acesso em: 22 mar. 2024. Disponível em: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/painel/es
Subtil, E. L., Hespanhol, I., Mierzwa, J. C. (2013) Biorreatores com Membranas Submersas (BRMs): alternativa promissora para o tratamento de esgotos sanitários para reuso. Rev. Ambient. Água, 8(3). https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1230
Villa, R. D., Silva, M. R., A., Nogueira, R. F. P. (2007) Potencial de aplicação do processo foto fenton/solar como o pré-tratamento de efluente da indústria de laticínios. Acesso em: 13 set. 2023. Disponível em: https://www.scielo.br/j/qn/a/fxZjZwkjFPkYpNGZTZG3czp
Von Sperling, M. (2009) Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed. 4. reimp. Belo Horizonte: DESA/UFMG. 452 pp.
Wang, Z., Mei, X., Wu, Z., Ye, S., Yang, D. (2012) Effects of biopolymer discharge from MBR mixture on sludge characteristics and membrane fouling. Chemical Engineering Journal, 193, 77-87. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.04.019
Wu, J., Huang, X. (2009). Effect of mixed liquor properties on fouling propensity in membrane bioreactors. Journal of Membrane Science, 342, 88-96. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.06.024
Yang, S., Yang, F., Fu, Z., Lei, R. (2009) Comparison between a moving bed membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor on organic carbon and nitrogen removal. Bioresource Technology, 100, 2369–2374. https://doi.org/10.1590/0104-6632.20140313s00002890
Zsirai, T., Buzatu, P., Aerts, P., Judd, S.J. (2012) Efficacy of relaxation, backflushing, chemical cleaning and clogging removal for an immersed hollow fibre membrane bioreactor. Water Research, 46(14), 4499-4507. https://doi.org/10.1016/j.watres.2012.05.004

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