Reactor de biopelícula aireada con membrana ZeeLung*

Intensificación simple y sostenible del proceso con lodo activado

La actualización de las plantas de tratamiento para ampliar la capacidad o eliminar nutrientes se enfrenta al desafío de la complejidad del proceso, la necesidad de volúmenes de tanque más grandes y mayor utilización de energía.

El MABR ZeeLung es una solución innovadora que maximiza la capacidad de tratamiento de los volúmenes de tanque existentes y, al mismo tiempo, reduce el consumo de energía. Las soluciones convencionales requieren la construcción de tanques nuevos y otras tecnologías de intensificación de procesos son complejas e ineficientes en cuanto a la energía. ZeeLung MABR, por otro lado, es una solución simple que aumenta la capacidad de tratamiento en activos existentes y reduce la energía.

Intensificación simple y sostenible del proceso de aguas residuales

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Resumen
Cómo funciona
Estudios de casos
Recursos

Resumen

El MABR ZeeLung es un proceso de próxima generación que emplea un medio de gas permeable para brindar oxígeno a una biopelícula que está unida a la superficie del medio.

ZeeLung MABR maximiza la capacidad de tratamiento de los volúmenes de tanque existentes y, al mismo tiempo, minimiza la utilización de energía.

Durante el tratamiento secundario, las bacterias metabolizan los nutrientes y el contenido orgánico, y necesitan un flujo de oxígeno para hacerlo. Normalmente el oxígeno se bombea a través de difusores para crear burbujas. Pero la mayoría del oxígeno asciende a la superficie sin ser usado y se desperdicia energía valiosa. En Veolia, vimos un nuevo enfoque. Mientras que las soluciones convencionales requieren la construcción de nuevos depósitos, ZeeLung MABR aumenta la capacidad de tratamiento de las instalaciones existentes y reduce el consumo energético. ZeeLung permite la intensificación y la resiliencia del proceso.

MABR ZeeLung es una solución para los siguientes desafíos de tratamiento:

Mayor capacidad de tratamiento
Mayor eliminación de amoniaco
Eliminación de nitrógeno
Eliminación biológica de fósforo

Beneficios del MABR ZeeLung

Intensificación del proceso: Hasta un 50 % más de capacidad de tratamiento y/o rendimiento en los volúmenes de tanque existentes
Resiliencia del proceso: La biopelícula de crecimiento adjunta es resiliente a variaciones de carga o condiciones de cambio
Solución simple: Los cartuchos ZeeLung se instalan en los tanques de biorreactor existentes, lo que evita la necesidad de construir tanques nuevos y permite una implementación rápida
Reducción de energía y mitigación de GHG: reducción 4 veces mayor de la energía utilizada en la aireación y potencial de mitigación de N2O

Cómo funciona

Cómo funciona el reactor de biopelícula aireada con membrana ZeeLung

El oxígeno se pasa a la biopelícula a través de difusión, sin uso de burbujas. El resultado es 4 veces menos utilización de energía para transferencia de oxígeno que con la aireación de burbujas finas. Los contaminantes, como el amoniaco y el contenido orgánico, se difunden desde la solución en masa en la biopelícula, en la cual hay bacterias en condiciones óptimas para eliminarlos

biopelícula ZeeLung-grande

construcción de ZeeLung-grande

El producto es un medio reforzado con un centro con hilos que soportan múltiples filamentos permeables al gas. Esta construcción, conocida como un "cable" es flexible pero irrompible. Múltiples cables se unen a los cabezales inferiores y superiores para crear un modulo y los módulos se instalan en un marco de acero que forma un cartucho. Los cartuchos se colocan en el licor mezclado en un reactor biológico. Se envía aire de baja presión al cartucho para la transferencia de oxígeno y la mezcla del sistema.

La instalación de los cartuchos ZeeLung MABR en un reactor de lodo activado aumenta la cantidad de biomasa en el sistema sin incrementar la concentración de licor mixto. Como resultado, el mismo volumen de reactor tiene más capacidad de tratamiento.

reactor ZeeLung-grande

contradifusión ZeeLung-grande

La interacción del proceso entre el oxígeno y los contaminantes es diferente en un sistema ZeeLung MABR en comparación con los procesos convencionales de lodo activo y biopelícula. Con ZeeLung MABR, el oxígeno y los sustratos, como el amoniaco y el contenido orgánico, ingresan a la biopelícula desde lados opuestos en una configuración de contradifusión. Esto crea condiciones que favorecen el crecimiento de nitrificantes en la biopelícula, ya que el amoniaco tiene mayor difusividad en las biopelículas, si se lo compara con sustratos orgánicos, y la disponibilidad de oxígeno disuelto es más alta en la superficie del medio. El crecimiento preferencial de nitrificantes en comparación con heterótrofos significa que la biopelícula ZeeLung "supercarga" la nitrificación en un sistema de lodo activado. La nitrificación y la desnitrificación simultánea se pueden lograr al instalar los cartuchos ZeeLung en una zona anóxica.

Los cartuchos ZeeLung MABR simplemente se colocan en los tanques existentes con un impacto mínimo en el equipo y las operaciones actuales. Por esta razon, el MABR ZeeLung es una solución rentable y versátil para aumentar el rendimiento de la planta.

ZeeLung Severn Trent

Estudios de casos

MABR ZeeLung demuestra un tratamiento de baja energía y poco impacto en la planta de tratamiento de North Toronto: Descargar estudio de caso completo

La planta de tratamiento de North Toronto es una de las cuatro instalaciones de tratamiento de aguas residuales pertenecientes y operadas por la ciudad de Toronto. Originalmente, se puso en servicio en 1929 y ha estado en funcionamiento durante casi un siglo. Al igual que muchas plantas en Canadá, necesita alcanzar un nivel de tratamiento superior al previsto en un principio.La Ciudad aprovechó este proyecto de modernización para evaluar tecnologías innovadoras que permitieran ahorrar energía y mejorar el tratamiento en un espacio reducido.La Ciudad optó por implementar una mejora con el reactor de biopelícula aireada con membrana (MABR) en una cuarta parte de la planta de tratamiento secundario existente.La planta incluye instrumentación en línea para facilitar el monitoreo y la optimización del rendimiento del sistema del reactor, así como su comparación con los carriles convencionales de lodos activados.
MABR ZeeLung con zeeDENSE intensifican el tratamiento de aguas residuales en el distrito sanitario de Yorkville-Bristol: Descargar estudio de caso completo

El distrito sanitario de Yorkville-Bristol enfrentó múltiples desafíos, incluidas las limitaciones de capacidad debido al crecimiento de la población y las cargas industriales, las limitaciones de espacio y los requisitos de cumplimiento de la descarga de fósforo. En 2017, implementaron la tecnología ZeeLung MABR como solución. Cuando el aumento del caudal creó nuevos desafíos en la capacidad de los clarificadores, la instalación se actualizó aún más en 2023 con el MABR ZeeLung con tecnología zeeDENSE, que proporcionó un aumento del 40% en la capacidad del clarificador secundario sin necesidad de nuevas construcciones y un ahorro químico del 75% gracias a la optimización de la eliminación biológica del fósforo.
MABR ZeeLung ofrece una mejora en la eliminación de nutrientes preparada para el futuro en la planta de tratamiento de aguas residuales de Hespeler: Descargar estudio de caso completo

La planta de tratamiento de aguas residuales de Hespeler en Cambridge, Ontario es una de las 13 plantas que prestan servicio a los más de 600,000 habitantes de la región de Waterloo. Para hacer frente al crecimiento previsto, la región necesitaba modernizar la planta de Hespeler.Esta instalación constaba de un sistema de lodos activados que estaba autorizado para eliminar el total de sólidos en suspensión y la demanda biológica de oxígeno, y necesitaba aumentar la capacidad y anticiparse a exigencias futuras de eliminación de amoniaco. En lugar de construir más tanques de lodos activados, la región de Waterloo modernizó la planta con una solución basada en el reactor de biopelícula de membrana aireada ZeeLung para ahorrar un 50 % del costo de capital de una modernización convencional.El sistema ZeeLung del reactor conserva espacio en la planta y ahorra energía de aireación.Ha estado en funcionamiento desde finales de 2022.
El MABR ZeeLung demuestra su capacidad para eliminar el amoniaco con bajo consumo energético en la planta de tratamiento de aguas residuales de Severn Trent Spernal: Descargar estudio de caso completo

La planta de tratamiento de aguas residuales de Spernal-Redditch, situada cerca de Birmingham, Reino Unido, alberga el Centro de Innovación y Recuperación de Recursos de Severn Trent Water, donde se pueden evaluar tecnologías compatibles con un enfoque de bajo consumo energético y economía circular. En 2020, Severn Trent encargó una modernización de un carril de lodos activados existente con un reactor de biofilm de membrana aireada ZeeLung con la finalidad de demostrar el potencial de la tecnología para tratar el aumento de las cargas de amoniaco asociadas al crecimiento de la población y el cambio de la composición de las aguas residuales en la infraestructura existente. El proyecto también se ha centrado en cómo este reactor ZeeLung puede reducir la utilización de energía y mitigar las emisiones de N2O para apoyar el compromiso de neutralidad de carbono de la industria del agua del Reino Unido.
Demostración de la intensificación del proceso del MABR ZeeLung en la planta de regeneración de agua O'Brien de Chicago.: Descargar estudio de caso completo

El Distrito Metropolitano de Recuperación de Agua de Chicago (MWRD, por sus siglas en inglés) tiene más de 100 años de historia en el innovador tratamiento de aguas residuales. La planta de regeneración de agua O'Brien trata las aguas residuales municipales con algo de aporte industrial a un caudal medio diario de 230 mgd y picos en clima húmedo de 500 mgd, por lo que enfrenta problemas de amoniaco durante la primavera. El Distrito Metropolitano de Recuperación de Agua se asoció con Veolia para evaluar el MABR ZeeLung por su potencial para intensificar el proceso de tratamiento biológico al proporcionar nitrificación en un tanque de mucho menor volumen que los requisitos de lodos activados convencionales, ampliando así la capacidad de los tanques de aireación existentes para crear una zona anaeróbica para la eliminación biológica mejorada de fósforo (EPBR), sin necesidad de construir infraestructura adicional
La tecnología ZeeLung MABR ofrece un tratamiento de aguas residuales descentralizado, compacto, de bajo consumo energético y alta eficiencia.: Descargar estudio de caso completo

Burwood Brickworks en Victoria, Australia, está diseñado para ser el centro comercial más sostenible del mundo. Dos aspectos importantes son la reutilización del agua y la eficiencia energética. Por ello, los desarrolladores de este inmueble comercial buscaron una solución de reutilización del agua de bajo consumo energético para el tratamiento de las aguas servidas y pluviales recogidas en el establecimiento.Aquacell, líder mundial en el diseño y la construcción de soluciones recicladas comerciales, eligió la tecnología del reactor de biopelícula de membrana aireada ZeeLung de Veolia para que forme parte de su diseño a fin de brindar una solución de reciclaje y reutilización energéticamente eficiente para el proyecto de Burwood Brickworks. El agua curada se reutilizará en Burwood Brickworks para descarga, refrigeración, riego y otros usos.La solución se instaló en septiembre de 2019 y se puso en funcionamiento en 2020. Es un ejemplo de cómo la tecnología del reactor de biopelícula de membrana aireada ZeeLung se puede combinar con otras propuestas para ofrecer una excelente solución de tratamiento de aguas residuales sostenible para la reutilización descentralizada del agua.
Demostración de la mejora de nutrientes compacta y de bajo consumo energético del MABR ZeeLung en el Reino Unido: Descargar estudio de caso completo

El crecimiento de la población en el Reino Unido ha impulsado la necesidad de ampliar la capacidad de tratamiento donde la tierra es limitada, junto con requisitos más estrictos de eliminación de nutrientes. Veolia se asoció con una compañía de agua del Reino Unido para evaluar el MABR ZeeLung para mejorar las plantas de lodo activado, lo que demostró su capacidad para cumplir con los requisitos de DBO5 (10 mg/L) y amoniaco (2 mg/L). El proyecto demostró que el reactor ZeeLung MABR podía mejorar la eliminación de nutrientes al tiempo que reducía la utilización de energía.

Recursos

Literatura

Seminarios web

Cinco años de la operación a escala real del MABR de ZeeLung en el distrito sanitario de Yorkville-Bristol

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