ES2835728T3 - Procedimiento de tratamiento de un flujo de aguas residuales por filtración a baja presión - Google Patents

Abstract

Procedimiento de tratamiento de un flujo de aguas residuales, según el cual se aplica en este flujo, después de como mucho un posible pretratamiento de desbaste/desarenado o de desaceitado, un tratamiento de filtración por medio de membranas de microfiltración o de ultrafiltración, haciendo circular el flujo tangencialmente a las membranas con una velocidad de al menos 0,1 m/s en presencia de un secuestrante orgánico formado por fosfonato orgánico con una concentración eficaz para secuestrar los iones metálicos contenidos en el flujo y minimizar la formación de carbonato de calcio, con una diferencia de presión a ambos lados de las membranas inferior o igual a 5 bares, y a continuación se aplica un segundo tratamiento de filtración por medio de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, en donde se extraen los lodos generados durante el tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o ultrafiltración y se inyectan en un reactor biológico anaerobio con el fin de formar un biogás que se recupera, y en donde, después del tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o de ultrafiltración y del segundo tratamiento de filtración con membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, se transfiere el concentrado producido por las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa hacia dicho reactor biológico anaerobio para producir allí biogás.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de tratamiento de un flujo de aguas residuales por filtración a baja presión

La invención concierne a un tratamiento de aguas residuales que permite la obtención de un agua tratada de muy gran pureza, que tiene una moderada influencia en el suelo, particularmente en términos de ingeniería civil, combinada con una baja producción de lodos generados por el tratamiento.

Estas aguas son el resultado de un uso humano, doméstico, municipal o industrial (de ahí la expresión de "aguas residuales") y contienen una contaminación orgánica o mineral que habitualmente se define, particularmente, en términos de materiales en suspensión (abreviados como MES), de demanda bioquímica de oxígeno (abreviada como DBO) y de demanda química de oxígeno (abreviada como DCO); las aguas residuales pueden contener además, en función de su origen, diferentes formas de nitrógeno así como de fosfatos, incluso de metales pesados, particularmente.

Actualmente, las existencias de descontaminación hacen que el tratamiento de las aguas residuales se realice habitualmente por medio de una biomasa, en el seno de tratamientos considerados como biológicos.

Una biomasa en el seno de los procedimientos biológicos mencionados anteriormente (y en el presente contexto) está formada esencialmente por organismos vivos, particularmente bacterias, que, según el caso, están libres o fijadas (por extensión, se integra a veces en esta noción de biomasa la carga de contaminación contenida en el efluente que se va a tratar, en particular su fracción destinada a ser consumida por estos organismos vivos). La biomasa libre es una biomasa que se desarrolla libremente en estanques en los cuales se inyectan las aguas que se van a tratar, y en los cuales se mantienen unas condiciones de anoxia (ausencia de oxígeno disponible), anaerobias (falta de aire) o aerobias (medios aireados), según el caso. La biomasa fijada es una biomasa que se desarrolla en soportes instalados en el seno de reactores que contienen las aguas que se van a tratar (por ejemplo, en un biofiltro, un disco biológico, un soporte flotante, etc.) que pueden estar también en condiciones de anoxia, anaerobias o aerobias. Con el término lodos se indican los microorganismos vivos y los productos vertidos por la biomasa (ya se trate de los productos generados por esta biomasa a partir de la contaminación consumida o de la fracción no consumible de la carga de contaminación entrante).

Dichos procedimientos biológicos comprenden habitualmente unos pretratamientos dirigidos a retirar las partículas más gruesas (desbaste) o los aceites en suspensión (desaceitado). También puede haber una etapa de decantación primaria para retirar los compuestos fácilmente decantables.

Estos procedimientos biológicos tienen el inconveniente de que implican la implementación de equipos mecánicos importantes, un elevado consumo de energía para la mezcla de los estanques, la aireación de los estanques para mantener la biomasa en condiciones aerobias, y generan unas importantes cantidades de lodos biológicos; a esto hay que añadir que estos procedimientos implican a menudo la disposición de superficies importantes de ingeniería civil para la construcción y la implementación de estanques biológicos, pero también de decantadores (utilizados a menudo en la fase primaria - véase a continuación) o de clarificadores (utilizados a menudo en la fase secundaria a la salida de los estanques o reactores biológicos que permiten separar el agua tratada del lodo activo), así como tanques e instalaciones de tratamiento de los lodos mencionados anteriormente.

Además, si se desean reutilizar las aguas residuales después del tratamiento, para diversos usos posibles, las exigencias asociadas a estos usos posibles implican habitualmente un tratamiento denominado terciario (filtración por gravedad, es decir, por gravedad, por ejemplo, en el seno de una filtración con arena, seguida de una desinfección con UV o cloro, o una filtración a través de membranas). Para ciertos usos industriales (por ejemplo, en el caso de necesitar agua pura) o para recargar capas freáticas, igualmente puede ser necesario un tratamiento complementario (cuaternario). Se entiende que estos tratamientos terciarios (incluso cuaternarios) añaden su coste al de los tratamientos anteriores.

La invención se dirige a proponer un procedimiento de tratamiento de aguas residuales que no presenta todos estos inconvenientes, sino que permite proporcionar un agua de gran pureza, con una reducida influencia en el suelo debido a la reducción en el número y al tamaño moderado de los estanques o reactores necesarios, aprovechando lo mejor posible los productos generados por el tratamiento. Con carácter adicional, la invención se dirige a minimizar no solamente el coste de la inversión, sino también el coste de funcionamiento, particularmente en términos de consumo de energía, aprovechando la DCO contenida en las aguas residuales.

Más recientemente, se han propuesto diversas tecnologías para el tratamiento de las aguas residuales que implementan, ya no un tratamiento secundario de tipo biológico o bioquímico, sino uno o varios tratamientos de filtración con membrana (a menudo reservados al tratamiento terciario), véase el documento EP 2 236 463 A2, el documento WO 2014/081737 A1 y el documento JP 2012200696.

Puede recordarse que los tratamientos de filtración con membrana se dividen clásicamente en tratamientos de microfiltración, de ultrafiltración, de nanofiltración y de ósmosis inversa, según un orden que implica una filtración cada vez más refinada (en estos tratamientos con membrana a menudo se integra la electrodiálisis). Normalmente, para una membrana se define un umbral de corte que se corresponde con el tamaño de las partículas que es capaz de retener; de este modo, para una membrana de microfiltración (abreviada como MF), el umbral de corte puede elegirse entre 100 y 10.000 nanómetros; para una membrana de ultrafiltración (abreviada como UF) este umbral puede ser del orden de 10 nanómetros (y está comprendido entre 1 y 100 nanómetros, y, para la nanofiltración (abreviada como NF) y la ósmosis inversa (abreviada como OI), este umbral puede ser igual o incluso inferior a un nanómetro. A veces se dice que una membrana de microfiltración retiene partículas de un tamaño significativo y las grasas, que una membrana de ultrafiltración retiene además los compuestos en forma coloidal tales como las proteínas, que una membrana de nanofiltración retiene además las sales, y que finalmente, una membrana de ósmosis inversa no deja pasar más que agua pura (de hecho, la distinción entre membranas de microfiltración y membranas de ultrafiltración no es siempre clara). Teniendo en cuenta los umbrales de corte considerados actualmente, se puede considerar que las membranas de microfiltración o de ultrafiltración son membranas porosas, mientras que las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa son como mucho permeables o semipermeables. Otra diferencia entre estas parejas de membranas es que los tratamientos de microfiltración o de ultrafiltración se realizan con una diferencia de presión (entre las dos caras de las membranas) que es baja, normalmente del orden de un bar, por ejemplo, de 0,2 bares a 2, incluso 5 bares, mientras que los tratamientos de nanofiltración o de ósmosis inversa implican unas diferencias de presión bastante más elevadas, comprendidas normalmente entre 5 bares y 20 bares. Se comprende así que estos tratamientos con membrana implican un importante consumo de energía que durante mucho tiempo ha frenado su desarrollo.

En ocasiones se ha propuesto someter un efluente que se va a tratar a un tratamiento de filtración con membrana combinado con un tratamiento biológico; se habla entonces a veces de un biorreactor de membrana (con una membrana sumergida o asociado a un reactor que contiene una biomasa). A este respecto, se puede mencionar el documento "Design of Municipal Wastewate Treatment Plants", WEF Manual of Practice N°8, ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice N°76, Fifth Edition, "Membrane processes", págs. 16-119 a 16-150, 2010. Igualmente parece ocurrir lo mismo en el documento "Wastewater Engineering, Treatment and Reuse, Fourth Edition, Metcalf & Eddy, Inc, McGraw Hill, membrane filtration processes, págs. 1104-1137, 2003. Además, se puede hacer referencia al documento "Evaluation of Economic Viability and Benefits or Urban Water Reuse and its Contribution to Sustainable Development" de Lazarova, Rougé, Sturny y Arcangeli, en Water Practice & Technology, Vol 1, N°2 2006. Otros documentos se han centrado en el aporte de una ósmosis inversa como complemento a los tratamientos secundarios de diferentes tipos (véase, por ejemplo, la tesis de Anna Kieniewicz, AP/KTH "A reverse osmosis (RO) plant for sewage treatment and nutrient recovery - the influence of pre-treatment methods", R nr 17, oktober 2006, Vatten - ISSN 1651-064X)

Se ha proporcionado una atención muy particular a la posible complementariedad que puede existir entre una primera etapa de microfiltración o de ultrafiltración, y una etapa de nanofiltración, incluso de ósmosis inversa. En particular, se ha construido una instalación piloto y se ha puesto en marcha con la denominación IMANS™, "Integrated Membrane ANaerobic Stabilization System", sin tratamiento secundario. A este respecto, se puede hacer referencia a un artículo "Closing the Gap - Reaching for Energy Independency in Water Réclamation" de Graham Juby, P.E, July 27, 2012, TACWA (Texas Association of Clean Water Agencies). Dicha instalación implementa, como tratamiento primario, una decantación que genera lodos que son inyectados en un digestor anaerobio (por lo tanto, sin la adición de aire, por lo tanto, sin consumo de energía) que produce biogás a partir de estos lodos. Este biogás constituye una producción de energía que daba como resultado que el balance energético de la instalación se corresponde con un consumo global de energía que permanece moderado con respecto al consumo real de las sucesivas etapas de filtración con membrana. Por lo tanto, hay un tratamiento biológico asociado a los tratamientos de filtración con membrana, pero este tratamiento biológico se aplica al tratamiento de los lodos procedentes del tratamiento primario y a los concentrados procedentes de los tratamientos con membrana a baja (MF) y alta presión (NF u OI), y no se aplica al agua en proceso de tratamiento.

La invención se dirige a permitir un funcionamiento mejorado de al menos una etapa de microfiltración o de ultrafiltración, que recibe un flujo de agua en bruto que se va a tratar que haya experimentado al menos un pretratamiento de eliminación de partículas mediante un desbaste/desarenado o un desaceitado convencional (sin decantación primaria). Particularmente se dirige a permitir una reducción del poder de colmatación de la contaminación contenida en el flujo de agua que se va a tratar, por ejemplo, con respecto a los componentes que podrían precipitar sobre la membrana, aumentando la concentración de los lodos que se van a filtrar a la derecha de las membranas sin correr el riesgo de degradar la eficacia de una posible etapa complementaria de filtración con membrana.

Puede apreciarse que, para aumentar la concentración de los lodos procedentes del concentrado, y por lo tanto, de los lodos separados en las membranas, es necesario disminuir la tasa de vaciado o aumentar la tasa de conversión, lo que no es posible si el flujo que se va a filtrar no es demasiado colmatante.

A este efecto, la invención propone un procedimiento de tratamiento de un flujo de aguas residuales, según el cual se aplica en este flujo, después de como mucho un posible pretratamiento de desbaste/desarenado o de desaceitado, un tratamiento de filtración por medio de membranas de microfiltración o de ultrafiltración, haciendo circular el flujo a la derecha de las membranas con una velocidad de al menos 0,1 m/s en presencia de un secuestrante orgánico formado por fosfonatos orgánicos con una concentración eficaz para secuestrar los iones metálicos contenidos en el flujo y minimizar la formación de carbonato de calcio, con una diferencia de presión a ambos lados de las membranas inferior o igual a 5 bares, y a continuación se aplica un segundo tratamiento de filtración por medio de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, en donde se extraen los lodos generados durante el tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o ultrafiltración y se inyectan en un reactor biológico anaerobio con el fin de formar un biogás que se recupera, y en donde, después del tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o de ultrafiltración y del segundo tratamiento de filtración con membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, se transfiere el concentrado producido por las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa hacia dicho reactor biológico anaerobio para producir allí biogás.

Así, la invención enseña a hacer circular el flujo que se va a tratar (después de como mucho un pretratamiento grosero) a lo largo de las membranas de microfiltración o de ultrafiltración, teniendo por tanto las membranas un umbral de corte superior o igual a 10 nanómetros, con una velocidad tangencial de al menos 0,1 m/s, lo que contribuye a impedir la formación de depósitos susceptibles de reducir el umbral de corte de las membranas. Además, la invención enseña que el flujo contiene, cuando circula a lo largo de las membranas, una cantidad eficaz de secuestrante orgánico constituido por fosfonatos orgánicos para quelatar los iones metálicos minimizando la formación de carbonatos de calcio (incluso de sulfatos o fluoruros de calcio). Esta cantidad eficaz está comprendida ventajosamente entre 0. 25 mg/L y 3,75 mg/L, incluso 4 mg/L, de fosfonatos orgánicos.

De hecho, el hecho de utilizar fosfonatos orgánicos para el buen funcionamiento de las membranas de filtración ya es conocido por sí mismo, en el caso de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, para protegerlas contra las incrustaciones en la producción de agua potable; así, un compuesto conocido con la denominación "Hydrex 4101" ha sido el objeto de un acuerdo de la Agence Frangaise de Sécurité Sanitaire de Aliments (AFSSA) para la protección de dichas membranas "utilizadas en los sistemas de tratamiento de aguas destinadas al consumo humano", debido a su formulación basada en fosfonatos (con un contenido del 25 %) que permite luchar contra los fenómenos de colmatación de las membranas de nanofiltración y de ósmosis inversa. De esto resulta que el uso, de acuerdo con la invención, de un secuestrante orgánico basado en fosfonatos orgánicos antes de al menos una membrana de microfiltración o de ultrafiltración implementa unos fenómenos totalmente diferentes a los que intervienen en el caso de dicho secuestrante antes de las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa.

De forma más precisa, el flujo de agua que se va a tratar a lo largo de una membrana de microfiltración o de ultrafiltración contiene una variedad bastante más grande de elementos que de agua a lo largo de la membrana de nanofiltración o de ósmosis inversa después de un tratamiento previo exhaustivo; por lo tanto, puede esperarse que se produzca una colmatación de las membranas de microfiltración o de ultrafiltración por compuestos en forma particulada o coloidal, mientras que estos compuestos ya no están presentes en un flujo que circula delante de las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, de forma que el problema de minimizar la colmatación de las membranas de MF o de UF es muy diferente del problema de minimizar la colmatación de las membranas de NF o de 01.

La utilización de fosfonatos para evitar la colmatación de las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa se ha propuesto igualmente en el documento WO - 2009/130324, en donde el problema técnico que se quiere resolver concierne a la reducción de la concentración de los fosfonatos contenidos en los lodos extraídos de una zona membranaria de tipo NF u OI (después de una zona de pretratamiento que puede comprender una zona membranaria de tipo MF o UF).

Las ventajas constatadas durante la utilización, conocidas por sí mismas, de fosfonatos antes de las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, no permiten suponer en modo alguno que esta utilización podría tener el menor interés antes de las membranas de microfiltración o de ultrafiltración precedidas como mucho por un tratamiento grosero:

• En efecto, los fosfonatos son moléculas de las que se sabe que tienen tendencia a absorberse sobre los materiales en suspensión, sobre todo en las partículas contenidas en el flujo que se va a tratar; como consecuencia, teníamos razones para suponer que una inyección de fosfonatos antes de las membranas de microfiltración o de ultrafiltración no tendría ningún efecto sobre un flujo que contiene todavía contaminación particulada o coloidal, • Por el contrario, dicha inyección de fosfonatos en el flujo que se va a tratar por filtración con membranas de microfiltración o de ultrafiltración no podía tener más que el efecto que tiene cuando se inyecta antes de las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa (en ausencia de partículas, de coloides o de materiales en suspensión), a saber, secuestrar los iones de calcio y quelatar los minerales y los metales, para impedir que precipiten sobre las membranas, permitiendo por tanto que atraviesen estas membranas, a riesgo de colmatar las posibles membranas posteriores,

• En cualquier caso, dicha inyección no tenía ninguna posibilidad de favorecer una densificación de los lodos retenidos por las membranas de microfiltración o de ultrafiltración sin correr el riesgo de colmatar estas membranas.

De una forma completamente inesperada, se ha constatado que la inyección de fosfonatos orgánicos en un flujo que se va a tratar mediante filtración con membranas de microfiltración o de ultrafiltración hacia intervenir dos fenómenos simultáneos cuyas respectivas cinéticas permitían resolver el problema técnico contemplado;

- El fenómeno más rápido era la tendencia de los fosfonatos a secuestrar los iones de calcio o a quelatar los minerales o los metales,

- Además, incluso después de haber secuestrado o quelatado así los compuestos de flujo que se va a tratar que habrían presentado el riesgo de participar en la colmatación de las membranas, estos fosfonatos conservan su tendencia a absorberse sobre las partículas, los coloides o los materiales en suspensión, con una cinética todavía lo suficientemente rápida como para intervenir antes de que los compuestos secuestrados o quelatados hayan atravesado la membrana.

En otras palabras, contrariamente a lo que se pudiera prever, la presencia de materiales en suspensión, coloidales o particulados antes de una membrana de microfiltración o de ultrafiltración, permite la sinergia de los posibles efectos de los fosfonatos para extraer los compuestos que pueden ser quelatados o secuestrados y absorberlos inmediatamente en los materiales en suspensión en el flujo que se va a tratar para densificar los lodos y evitar que los compuestos quelatados o secuestrados atraviesen las membranas.

Así, la utilización de fosfonatos orgánicos antes de las membranas de microfiltración y de ultrafiltración es completamente innovadora ya que permite, limitando la colmatación de las membranas, eliminar eficazmente una parte del calcio (y de los minerales o metales) presente en el flujo que se va a tratar.

Además, dado que estos fosfonatos se adsorben en los lodos, se separan eficazmente del efluente filtrado, mientras que su tratamiento biológico antes del vertido en el medio natural está favorecido precisamente por la gran tasa de conversión de las membranas (relacionada con la gran concentración de lodos que favorecen estos fosfonatos).

Y de una forma totalmente inesperada se ha podido constatar que una inyección de fosfonatos orgánicos en un flujo que se va a tratar que no haya experimentado más que un tratamiento grosero, aportaba una solución al problema técnico consistente en impedir la colmatación de las membranas a baja presión (microfiltración o ultrafiltración).

En cualquier caso, se ha constatado que, haciendo circular un flujo de aguas residuales con una velocidad lo suficientemente elevada, se reduce incluso más el riesgo de colmatación, generando una cantidad aceptable de lodos hasta el punto de no exigir la limpieza de las membranas con una frecuencia superior a una limpieza por día, incluso una limpieza cada 3 a 10 días.

Según las características ventajosas de la invención, posiblemente combinadas:

- la adición del secuestrante favorece el atrapamiento de los iones metálicos, impide la precipitación del carbonato de calcio y favorece la filtración del agua a través de los poros de la membrana,

- el biogás producido es transformado en energía reutilizable in situ,

- el reactor anaerobio está acoplado a un reactor biológico constituido por bacterias fijadas que permite eliminar el nitrógeno producido en dicho reactor anaerobio,

- el reactor biológico de bacterias fijadas es un biorreactor de lecho móvil o MBBR ("moving bed bioreactor") que combina la nitración y la oxidación anóxica del amoniaco mediante el desarrollo de una biopelícula sobre un soporte plástico en movimiento por agitación o aireación.

Los objetos, las características y las ventajas de la invención resultarán de la descripción siguiente, proporcionada a modo de ejemplo ilustrativo no limitante, en relación con los dibujos anexos, en los cuales:

- La figura 1 es un esquema del principio de una instalación de tratamiento de aguas residuales que implementa una versión del procedimiento de la presente divulgación,

- La figura 2 es un esquema del principio de un ejemplo más completo de instalación para la implementación del procedimiento de la invención,

- La figura 3 es un esquema del principio de otro ejemplo de instalación para la implementación del procedimiento de la invención,

- La figura 4 es un esquema del principio de una variante de este otro ejemplo de instalación para la implementación del procedimiento de la invención, y

- La figura 5 es un esquema del principio de otra variante de este otro ejemplo de instalación para la implementación del procedimiento de la invención.

En un ejemplo particularmente simple de la figura 1, una instalación diseñada con la referencia 10 comprende una zona de pretratamiento 11 y una zona de concentración por filtración 12. Un efluente en bruto que se va a tratar se lleva a la zona de pretratamiento por una línea de alimentación 11A y un efluente tratado sale por una línea de salida 12A.

En dicha versión, el efluente tratado 12A puede ser utilizado en aplicaciones agrícolas; sin embargo, de manera preferente, este efluente tratado (o por lo menos una parte de este efluente) se aplica en la entrada de una zona de filtración a alta presión 13, de donde sale, por una línea 13A, un efluente de mejor calidad que el efluente de la línea La zona de concentración por filtración comprende una pluralidad de membranas de microfiltración o de ultrafiltración, es decir, membranas de filtración cuyo umbral de corte es al menos igual en la práctica a 10 nanómetros.

El procedimiento implementado por dicha instalación comprende, para el tratamiento de un flujo de aguas residuales, las siguientes etapas:

• A este flujo se aplica un pretratamiento limitado, que comprende como mucho un tratamiento de eliminación de los materiales en suspensión más groseros (por desbaste/desarenado o desaceitado),

• A este efluente pretratado se aplica un tratamiento de filtración por medio de membranas de microfiltración o de ultrafiltración, haciendo circular el flujo tangencialmente a las membranas con una velocidad de al menos 0,1 m/s, incluso de 0,3 m/s (preferentemente de 0,5 m/s) en presencia de un secuestrante orgánico formado por fosfonato orgánico, para obtener normalmente una concentración de 0,25 mg/L a 4 mg/L (o preferentemente no mayor de 3,75 mg/L), lo que ha parecido ser una concentración eficaz para secuestrar los iones metálicos contenidos en el flujo y minimizar la formación de carbonato de calcio, con una diferencia de presión entre un lado y otro de las membranas inferior o igual a 5 bares.

Se recuerda que, durante una filtración con membrana que se realiza en circulación tangencial, lo cual es particularmente el caso en los procedimientos de filtración con membrana baja presión, la corriente de efluente que se va a tratar (corriente entrante) no pasa por completo a través de las membranas; en la práctica, esta corriente se divide en dos corrientes de salida, a saber, el permeado que ha atravesado las membranas a través de sus poros, y el concentrado que es vertido. Con el fin de aumentar el caudal de circulación tangencial, y por tanto, el barrido de la superficie de la membrana, es ventajoso que el concentrado sea parcialmente, incluso totalmente, recirculado antes de la unidad membranaria, por medio de un bucle de recirculación. Este bucle, habitual en el caso de filtración en circulación tangencial, generalmente no está representado. Tampoco está representado en las figuras.

La adición del secuestrante favorece el atrapamiento de los iones metálicos, impide la precipitación del carbonato de calcio y favorece la filtración del agua a través de los poros de la membrana.

La zona 13 permite aplicar al efluente tratado en la zona 12 un tratamiento de filtración con membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa.

El secuestrante está constituido, por ejemplo, por el compuesto comercializado con la denominación Hydrex 4101 a una concentración de 1-15 mg/L (contiene un 25% de fosfonatos), lo que se corresponde con la concentración anteriormente mencionada de 0,25 mg/L a 3,75 mg/L de fosfonatos orgánicos. Este compuesto está formado por una mezcla de ácidos fosfónicos, de forma más precisa por ATMP (Amino tris(methylenephosphonic acid) y HDTMP (Hexamethylenediamine tetra(methylene phosphonic acid).

Debe apreciarse que se trata de un agente secuestrante con un potencial importante, en el sentido de que una molécula es suficiente para mantener en solución varios miles de moléculas (particularmente de calcio) susceptibles de precipitar. Además, es capaz de secuestrar, por quelación, iones metálicos, particularmente de metales pesados.

Aunque los fosfonatos sean conocidos por presentar tendencia a absorberse en la superficie de los materiales en suspensión, en particular en los lodos (si los hay), el hecho de inyectarlo con el efluente apenas pretratado en la zona 12 permite densificar los lodos minimizando la precipitación de los elementos contenidos en el efluente. La inyección de estos fosfonatos está esquematizada por la flecha 100; esta inyección puede realizarse antes de la zona 12 o en esta zona. En efecto, parece que estos fosfonatos efectúan en primer lugar un secuestro o una quelación de los compuestos de calcio, de minerales o de metales, antes de absorberse en los materiales y suspensión y en las partículas o coloides. De manera general, cuanto mayor sea la tasa de conversión, más concentrado está el fluido que se va a tratar y más difícil es la filtración a través de la membrana, con un riesgo de colmatación de las membranas; sin embargo, según la invención, los fosfonatos permiten limitar el poder de obstrucción del agua que se va a tratar, y por lo tanto permite aumentar la tasa de conversión. Además, un posible exceso de fosfonatos podrá ser eliminado con los lodos; una vez absorbidos, estos fosfonatos quedan fijados a su soporte de forma duradera, lo que limita significativamente los riesgos asociados para el entorno; la eliminación de los fosfonatos orgánicos puede realizarse a continuación durante un posible tratamiento biológico anaerobio del concentrado (se trata de una acción particularmente interesante).

La figura 2 representa un ejemplo de instalación que permite la implementación de la invención.

Esta instalación, indicada con la referencia 20, comprende zonas que, siendo análogas a las zonas de la figura 1, están indicadas por números que derivan de las referencias de esta figura 1 mediante la adición del número 10, con la excepción de la inyección de fosfonatos orgánicos, que queda indicada por la flecha 100. Así, esta instalación 20 comprende una vía 21A de alimentación del efluente en bruto que se va a tratar que desemboca en una zona de pretratamiento 21 donde se produce, si es útil, una eliminación de las partículas en suspensión más importantes (por desbaste/desarenado o por desaceitado); la salida de esta zona 21 está conectada con la entrada de una zona de filtración 22 que comprende membranas de microfiltración MF o de ultrafiltración UF, con un umbral de corte en la práctica superior o igual a 10 nanómetros. El efluente filtrado sale de esta zona 22 por una vía 22A que permite, si se desea, una utilización sin otro tratamiento (por ejemplo, en un medio agrícola).

Esta instalación comprende además una zona complementaria de filtración 23, que comprende membranas de filtración con unos umbrales de corte inferiores a los de las membranas de la zona 22; se trata ventajosamente de membranas de nanofiltración NF o de ósmosis inversa OI. Un efluente muy puro a la salida, por una vía 23A.

En la instalación de la figura 2 hay prevista una zona de tratamiento anaerobio por digestión 24 para recibir los lodos formados en la zona de concentración por filtración 22; mediante este tratamiento biológico se obtiene un biogás que, al salir por la vía 24A, puede ser aprovechado; como ejemplo preferido, este biogás sirve como fuente de energía para el funcionamiento de membranas como, por ejemplo, para mantener las diferencias de presión requeridas.

Asimismo, los lodos formados en la segunda zona de filtración (aunque en unas cantidades bastante más pequeñas que en la zona 22) también pueden llevarse a una zona de tratamiento biológico 25, la cual puede fusionarse con la zona 24, desde donde los lodos puede ser enviados a la zona 24, mientras que hay prevista una vía de retorno desde esta zona 24 hacia la zona 25 para llevar allí el efluente clarificado en la zona 24. De manera ventajosa, el efluente clarificado en una o en las dos zonas 24 y 25 es reinyectado en la zona de pretratamiento, o junto a esta, aquí por la vía 21B, lo que permite tener una única vía de salida del efluente purificado. Los lodos no digeridos son evacuados (por una vía no representada aquí).

De manera ventajosa, el paso del efluente procedente de la zona de concentración a la zona 23 se realiza en presencia de una adición de secuestrante (esquematizada por una flecha 110), preferentemente idéntica a la utilizada en la zona 22, es decir, un componente basado en fosfonatos orgánicos; la concentración de estos fosfonatos puede estar comprendida entre uno y dos tercios de la concentración utilizada en la zona 22.

Una red de tratamiento según la invención de la figura 2 comprende así, de manera general:

- Una etapa de preconcentración de las aguas en bruto sobre membrana orgánica o mineral (en 22),

- Una etapa de tratamiento complementario con la ayuda de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa (en 23)

- Posible tratamiento intermedio de eliminación de los fosfatos y de los compuestos nitrogenados (véase la figura 4 más abajo),

- Un tratamiento de los concentrados procedentes de estas dos etapas por digestión (concentrado sólido o líquidos, en 24 y/o 25) o en una pequeña unidad de tratamiento biológico convencional o, como variante, mediante un procedimiento que comprende etapas de tratamiento biológico con la ayuda de bacterias específicas de la oxidación anaerobia del amonio, abreviado como "anamox" ("anaerobic ammonium oxidation"), que se desarrolla en un medio incorporado en el reactor biológico. Estas bacterias tienen la ventaja de transformar una parte del amoniaco en nitrógeno gaseoso sin pasar por la etapa de nitratos. Permiten reducir así el consumo de O2 en aproximadamente un 30 %, lo que se traduce en una sustancial reducción de energía (debido a una reducción en la aireación). Igualmente permiten reducir la demanda de la fuente externa de carbono,

- Aprovechamiento de los subproductos (vía 24A).

Dicha instalación está formada, por ejemplo, por un módulo membranario que comprende 108 tubos con un diámetro de 5,2 mm y una longitud de 3 m para una superficie total de 5 m2 Estas membranas están formadas por PVDF (polifluoruro de polivinilinedo), con un umbral de corte de 30 nm. Antes de llegar a la membrana, el agua residual pasaba por un tamiz cuyos poros tenían un diámetro equivalente de 1 mm.

Por supuesto, la instalación habría podido estar formada por diversos módulos membranarios diferentes, con unos diámetros y unas longitudes diferentes. De manera preferente, el diámetro de los tubos se elige en el intervalo de 2 a 20 mm.

El control de la colmatación se ha realizado haciendo circular la solución que se va a tratar paralelamente a la membrana; esta circulación tangencial ha creado, en las proximidades de la membrana, una tensión de cizallamiento que limita la acumulación de las partículas retenidas. Bajo la acción de un gradiente de presión, la solución que se va a tratar se divide, a su paso por la membrana, en dos flujos de composiciones diferentes, a saber, el que pasa a través de la membrana, o permeado, y el que es retenido por la membrana, denominado concentrado o retenido.

Esta circulación es un elemento de dimensionamiento, debiendo ser la velocidad a la derecha de la membrana, de acuerdo con la invención, de un mínimo de 0,1 m/s, incluso de 1 m/s, o de hasta al menos 2 m/s.

Con estas condiciones y un factor volumétrico de concentración de 3,33, es decir, una tasa de conversión al menos superior al 70 %, el flujo a través la membrana ha permitido tener un procedimiento económicamente rentable. El flujo ha sido superior a 30 l/.m2.h, indicado también como LMH, (litro por hora y por metro cuadrado), incluso superior a 40 LMH para una presión transmembranaria de 0,5 bar (se trata, de hecho, de la diferencia de presión existente entre las dos caras de la membrana).

El agua residual pretratada se ha introducido en la zona 22, para alimentar la membrana a un caudal constante (de aproximadamente 17 m3/h con el fin de garantizar la velocidad deseada aquí de 2m/s). El perneado (aproximadamente 200 l/h, es decir, aproximadamente 40 LMH) se ha vertido, y el concentrado se ha recirculado hacia el tanque de alimentación; la tasa de vaciado del concentrado se ha calculado con el fin de simular la tasa de conversión deseada (filtración en modo "Feed and Bleed").

Gracias a la implementación de un retrolavado simple o químico, se ha podido mantener el flujo con el transcurso del tiempo. Con el fin de evitar la precipitación de ciertas especies, se ha podido realizar la adición de un ácido como complemento del secuestrante al principio de la membrana (ya sea en el tanque, o en la canalización que lleva el efluente).

Con un pH regulado a 7,6 y una inyección del compuesto Hydrex 4101 a una concentración de 10mg/L se ha observado una tasa de conversión del 80 % (es decir, un factor volumétrico de concentración de 5) con la velocidad prevista de 2 m/s a la derecha de la membrana.

El control de la colmatación a un nivel aceptable se ha realizado añadiendo secuestrantes (lo que, además del efecto mencionado más arriba, ha permitido reducir la adición de ácido); a un pH regulado a 7,6 se puede reducir muy significativamente la adición de ácido.

Con una tasa de conversión del 50 %, ha sido posible mantener un nivel de 50 LMH, con 1 CEB/día en presencia de 0,6 ppm del secuestrante Hydrex 4101, con 1 CEB cada 2-3 días con 1 ppm de este secuestrante, o 1 CEB cada 7 a 10 días con 10 ppm; se puede deducir el intervalo preferido de 1-10 ppm de secuestrante. (CEB significa CEB, lo que quiere decir Chemical Enhanced Backwash (para simplificar: retrolavado químico, es decir, inyección de una solución de limpieza en el sentido inverso al de la filtración)).

A modo de ejemplo, se han obtenido las siguientes mediciones:

El biogás procedente de la metanación de los "concentrados (o retenidos)" orgánicos sale de los metanadores tales como 24 o 25 en un estado saturado de humedad (varios porcentajes en volumen). Después del secado, está compuesto esencialmente por metano (del 60 al 65 % en volumen), gas carbónico (del 30 al 40 % y gases menores (hidrógeno, nitrógeno, etc.) de los cuales el sulfuro de hidrógeno es de hasta algunas decenas a algunos miles de ppm.

Este gas puede utilizarse para producir, conjuntamente o no, electricidad y calor, los cuales pueden ser utilizados para las necesidades de la instalación industrial. La utilización y el aprovechamiento energético del biogás es la producción de calor en caldera, y la cogeneración de calor-electricidad proporcionaba electricidad con un rendimiento eléctrico del 35 al 41 % (es decir, de 2,2 a 2,5 kWh eléctricos producidos por Nm3 de biogás).

Así, diversas soluciones de aprovechamiento del biogás son:

- Aprovechamiento del calor in situ en caladera (rendimiento superior al 85 %)

- Cogeneración de calor-electricidad (rendimiento del 42 % en térmica y del 38 % en eléctrica).

El biogás puede servir de combustible para una caldera de vapor, y la conversión se asegura por medio de quemadores integrados en calderas dotadas de fogones de acero inoxidable que producen vapor a alta presión y alta temperatura. El agua del circuito cerrado se calienta por medio de estas calderas, y el vapor seco creado se dirige a continuación hacia una turbina conectada con un alternador que convertía la energía mecánica en energía eléctrica; después el vapor se condensa (mediante un aerocondensador) y vuelve al estado líquido (a 135 °C).

Se ha realizado una simulación a propósito de una red de tratamiento de agua residual de 100.000 EH (es decir, habitantes equivalentes) razonando sobre un agua convencional con una contaminación promedio convencional por DCO, DBO, MES, NK y fósforo total; el caudal que se va a tratar ha sido de 25.000 m3/j. La producción de lodos procedentes de la preconcentración (10.300 kg de materiales secos por día) se ha estimado en función de las pruebas piloto realizadas y de los rendimientos obtenidos, para particularmente reducir la contaminación particulada (99 %). Esta producción de lodos ricos en materiales orgánicos volátiles, por lo tanto con potencial metanógeno (producción de biogás), es una fuente de energía acoplada a un procedimiento de metanación.

Sabiendo que una UF (unidad de ultrafiltración) consume aproximadamente 1 kWh/m3 de agua que se va a tratar, la sola digestión de 10.300 kg MS/j permite cubrir aproximadamente el 20% de las necesidades energéticas de la ultrafiltración por un motor de cogeneración.

Un aporte de materiales exteriores (materiales orgánicos fácilmente biodegradables como los residuos alimentarios, los residuos industriales biodegradables, etc.) que alimentan el digestor permiten aumentar la cantidad de biogás producida aprovechable como energía. Esta codigestión permite cubrir entonces la totalidad de las necesidades energéticas de la ultrafiltración.

En el caso de una red global que incluya la doble filtración membranaria (UF y ósmosis inversa), que induce una mejor calidad del agua para diversas aplicaciones municipales e industriales, los concentrados de la ósmosis inversa asociados a los lodos exteriores (codigestión) permiten cubrir del orden de la mitad de las necesidades de la totalidad de la instalación (recordando que la demanda de energía para una ósmosis inversa se sitúa alrededor de 1,8 kWh/m3 de agua que se va a tratar).

Esta solución de pretratamiento directo con una UF y su optimización energética se distingue de las redes convencionales de tipo lodos-activos/clarificación/membranas-UF (consumo del orden de 1,3 kWh/m3) y del reactor de membranas (0,7 kWh/m3). No obstante, incluso si la demanda de energía del reactor de membrana parece más baja, no por ello deja de ser cierto que es más difícil de cubrir, ya que los lodos procedentes de dicho reactor son más minerales (estabilizados debido a la elevada edad de los lodos), contrariamente a los lodos primarios procedentes de la UF, que son poco minerales pero están significativamente cargados con materiales orgánicos aprovechables. Además, las redes con reactor con membranas implican una superficie de suelo importante, un estanque de lodos activos (por lo tanto una costosa ingeniería civil así como el mantenimiento de los equipos) que mostrarían que esta solución es más compleja de explotar y de implementar que un tratamiento directo con UF.

Un tratamiento biológico convencional permite tratar la contaminación particulada y disolver a una altura de aproximadamente el 90 %, lo que significa que las concentraciones de los vertidos de las diferentes sustancias presentes inicialmente en el agua residual serían de 30 mg/L de MES, 90 mg/L de DCO, 30 mg/L de demanda biológica de oxígeno (DBO5) 15 mg/L de nitrógeno global (NGL) y 2 mg/L de fósforo total (Pt). En estas condiciones, el agua tratada que sigue esta red convencional no puede ser reutilizada directamente.

La reutilización de esta agua para mejorar la calidad del agua con fines agrícolas necesitaría un tratamiento complementario que implicaría una filtración con arena con UV y/o una cloración, una filtración mecánica con UV y/o una cloración o una filtración membranaria (MF o UF); esta última etapa permite eliminar una cantidad de microorganismos de hasta 5-6 log, lo que no permite los tratamientos convencionales o los tratamientos adicionales tales como la filtración por gravedad o mecánica.

La reutilización de esta agua para una mejora importante de la calidad del agua con fines de procesos industriales, para recargar capas freáticas, de agua potable indirecta, etc., necesita añadir, después de la primera etapa de tratamiento membranario (MF o UF), una segunda etapa de tratamiento de ósmosis inversa o de nanofiltración, ya que esta etapa permite eliminar tanto las sustancias disueltas como las sales presentes en el agua.

Las figuras 3 a 5 representan las opciones posibles.

Así, la figura 3 retoma la sustancia del ejemplo de la figura 2 (los elementos análogos de la misma están indicados por los signos de referencia derivados de los de esta figura 2 mediante la adición del número 10), con un único digestor 34 para tratar (en medio anaerobio) los "retenidos o concentrados" de las dos zonas de filtración 32 y 33, con la aplicación de un tratamiento biológico (en 36) al efluente que sale del digestor y un retorno de los lodos de la zona biológica hacia este digestor; la salida de esta zona biológica 36 es independiente de la salida de la zona de filtración a alta presión 33. Como anteriormente, el biogás recuperado durante el tratamiento anaerobio puede ser transformado en energía.

La figura 4 representa otra variante del ejemplo de la figura 2 (los elementos análogos de la misma están indicados por los signos de referencia derivados de los de esta figura 2 mediante la adición del número 20), con un único digestor 44 para tratar (en medio anaerobio) los "concentrados o retenidos" de las dos zonas de filtración 42 y 43, con la aplicación de un tratamiento biológico (en 46) al efluente que sale del digestor y un retorno de los lodos de la zona biológica hacia este digestor; la salida de esta zona biológica 46 es independiente de la salida de la zona de filtración a alta presión 43. Como anteriormente, el biogás recuperado durante el tratamiento anaerobio puede ser transformado en energía. A diferencia de la instalación de la figura 3, esta instalación comprende una zona 47 de tratamiento complementario, entre las zonas de filtración 42 y 43, por ejemplo, para un tratamiento fisicoquímico que permite la recuperación del fósforo.

Por último, la figura 5 representa una variante de la instalación de la figura 2 (los elementos análogos de la misma están indicados por los signos de referencia derivados de los de esta figura 2 mediante la adición del número 30), con un único digestor 54 para tratar (en medio anaerobio) los "concentrados o retenidos" de las dos zonas de filtración 52 y 53, con la aplicación de un tratamiento biológico (en 56) al efluente que sale del digestor y un retorno de los lodos de la zona biológica hacia este digestor; la salida de esta zona biológica 56 es independiente de la salida de la zona de filtración a alta presión 53. Como anteriormente, el biogás recuperado durante el tratamiento anaerobio puede ser transformado en energía. A diferencia de la instalación de la figura 4, esta instalación comprende una zona de tratamiento complementario 57, que no está entre las zonas de filtración, sino después de la zona de filtración a alta presión, constituida aquí por una zona de tratamiento destinada a eliminar el amoniaco por stripping, que consiste en desgasificar el amoniaco del agua mediante un procedimiento físico a pH básico.

Se comprende con facilidad que podrían contemplarse bastantes más variantes, teniendo estas figuras en común proponer ejemplos de una red de tratamiento según la invención que comprenden:

• Una primera etapa de pretratamiento que puede comprender un desbaste-desarenado-desaceitado asociado o no a un microtamizado o a cualquier otro pretratamiento con el fin de eliminar las partículas minerales (particularmente arena), así como las grasas y los aceites contenidos en el flujo entrante de aguas residuales,

• Una segunda etapa, que consiste en un tratamiento directo con membranas a baja presión orgánicas o cerámicas, con el fin de retener todos los materiales en suspensión (MES) y proporcionar un efluente intermedio prácticamente desprovisto de MES y de contaminantes orgánicos particulados o coloidales; una buena descontaminación de los microorganismos está asociada igualmente a esta etapa de tratamiento. Esta agua puede utilizarse directamente en agricultura, o como agua industrial para diversas aplicaciones urbanas, incluso ser vertida en un medio receptor (sensible o convencional),

• Una tercera etapa incluye un tratamiento complementario del agua procedente de la segunda etapa, mediante el paso por membranas de ósmosis inversa o de nanofiltración. Esta etapa permite eliminar los compuestos solubles orgánicos y minerales. Se obtiene así un agua limpia de estos contaminantes y que por lo tanto puede ser utilizada para recargar las capas freáticas, como agua industrial para procesos sensibles (microelectrónica, alimentación, papelería, etc.), para una utilización en agua industrial urbana, incluso como agua potable en ciertas condiciones de utilización.

Además, puede apreciarse lo siguiente:

• El concentrado procedente de la segunda etapa, constituido principalmente por MES y contaminación orgánica particulada y/o coloidal, es dirigido hacia una etapa de digestión con el fin de producir biogás,

• En función de la calidad de las aguas residuales entrantes, se puede prever una etapa intermedia entre la segunda etapa y la tercera etapa para tratar los contaminantes particulados tales como el fósforo o el nitrógeno,

• El concentrado líquido procedente de la tercera etapa, constituido principalmente por sustancias orgánicas y minerales, es dirigido igualmente hacia una pequeña unidad de tratamiento biológico con el fin de reducir la contaminación que se concentra en la misma: los lodos producidos en esta unidad biológica son dirigidos igualmente hacia el digestor con el fin de reducir su contenido orgánico y de producir biogás,

• Los lodos biológicos y minerales procedentes de esta unidad de tratamiento biológico pueden aprovecharse así para producir energía (biogás), permitir un aprovechamiento de los subproductos, como la producción de estruvita, de bioplásticos o incluso de sustancias orgánicas que pueden ser reutilizadas en esta unidad como fuente de carbono orgánico.

La primera etapa consiste en un pretratamiento convencional, mediante el cual el flujo entrante experimenta un desbaste, un desarenado y/o un desaceitado, de forma que se extrae las partículas más gruesas.

La segunda etapa consiste en hacer que el flujo así pretratado experimente una filtración membranaria por medio de membranas de microfiltración o de ultrafiltración; estas membranas pueden ser de tipo orgánico o mineral (por ejemplo, de cerámica). Esta segunda etapa puede realizarse las siguientes condiciones operativas:

- Flujo entrante de 40 l/m2/h a 200 l/m2/h;

- Tasa de conversión que puede alcanzar del 50 % al 85 %,

- La limpieza de las membranas puede garantizarse con cloro, con sosa o con ácido con una frecuencia que depende de las condiciones de funcionamiento, entre una vez al día y una vez por semana;

- Se puede prever un tratamiento intermedio para extraer, por ejemplo, el fósforo, mediante fenómenos fisicoquímicos tales como, por ejemplo, una precipitación; este tratamiento intermedio puede estar dirigido también a extraer el nitrógeno amoniacal, por ejemplo, por stripping.

Una tercera etapa consiste en un refinado del tratamiento por medio de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa con el fin de eliminar la contaminación orgánica y mineral; los flujos aplicables van de 15 l/m2/h a 35 l/m2/h, con un tasa de conversión del 70 % al 90 %; puede realizarse una limpieza con cloro, con sosa o con ácido, con una frecuencia que depende de las condiciones de funcionamiento, entre una vez al día y una vez por semana.

En paralelo, el concentrado sólido se trata por digestión y aprovechamiento del biogás producido, mientras que el concentrado líquido se trata en una pequeña unidad biológica; las unidades de tratamiento biológico recurren a las técnicas utilizadas actualmente (lodos activos, biofiltros, biorreactor de lecho móvil (MBB

R - véase anteriormente), los biorreactores de membrana MBR, los digestores anaerobios de flujo ascendente UASB, etc.) y según los modos de dimensionamiento actuales.

Entonces pueden aprovecharse los subproductos (biogás, estruvita, bioplásticos, etc.).

Se apreciará que la invención presenta diversas ventajas con respecto a las soluciones actuales:

- es un proceso físico más simple de explotación proceso biológico,

- esta red es poco sensible a las variaciones de cargas o de temperatura,

- la calidad del agua tratada es constante sea cual sea la cualidad del agua en bruto

- mejora de la calidad del agua producida durante cada etapa de tratamiento con una posibilidad de reutilización directa para diversas aplicaciones (agricultura, industrias, agua potable directa o indirecta),

- reducción de la influencia en el suelo,

- reducción de la instalación de tratamiento biológico comparativamente con una unidad convencional,

- reducción de los costes energéticos relacionados con los sistemas de aireación, de mezcla y de recirculación de los lodos,

- reducción de la producción del lodo relacionado con el tratamiento biológico,

- aumento de la captura de la DCO contenida en el agua residual para una transformación en metano,

- reducción de las emisiones de CO2 en la etapa biológica comparada con una red convencional,

- sistema de tratamiento membranario modulable y aplicable en función de la calidad del agua final requerida, - sistema de tratamiento membranario modulable y aplicable en función de las utilizaciones especificas requeridas del agua tratada,

- no hay problemas de olores (tratamiento de los olores limitado a ciertas zonas,

Debe apreciarse que la invención permite reducir significativamente las dosis de secuestrante que se va a inyectar antes de una zona de filtración por ósmosis inversa o de nanofiltración, debido a la inyección de este mismo secuestrante antes de las membranas de filtración a baja presión.

De hecho, la dosis de secuestrante inyectada antes de la primera zona de filtración (a baja presión) es superior a la dosis inyectada después, antes de la segunda zona de filtración (a alta presión).

De manera sorprendente, se ha constatado que los comportamientos hidráulicos de las membranas eran mejores cuando aumentaba el contenido de materiales en suspensión (MES) en el bucle de recirculación (véase la explicación proporcionada a propósito de la filtración membranaria en circulación tangencial).

Así, un seguimiento de varios días del flujo (corregido a 20 °C, medido en litros por hora y metro cuadrado) a través de las membranas, y del contenido de MES en el bucle de recirculación (medido en ppm), ha demostrado que para unos valores de 0,70 a 0,75 del contenido de MES, se obtenía un flujo de 40-45, pero que un descenso de los MES hacia 0,50-0,55 estaba acompañado por un descenso del flujo hacia aproximadamente 30. Por lo tanto, se puede suponer que al permitir el mantenimiento de un contenido elevado de MES y de lodos densos en el bucle de recirculación, el secuestrante mejora los rendimientos de filtración.

Es interesante apreciar que el efecto de densificación de los lodos aportado por el secuestrante, como complemento de su efecto de minimización de la colmatación, tiene además el efecto positivo de mejorar el rendimiento de producción de biogás en el reactor de gasificación. Dichas ventajas se observan incluso en ausencia de una segunda etapa de filtración.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de tratamiento de un flujo de aguas residuales,

según el cual se aplica en este flujo, después de como mucho un posible pretratamiento de desbaste/desarenado o de desaceitado, un tratamiento de filtración por medio de membranas de microfiltración o de ultrafiltración, haciendo circular el flujo tangencialmente a las membranas con una velocidad de al menos 0,1 m/s en presencia de un secuestrante orgánico formado por fosfonato orgánico con una concentración eficaz para secuestrar los iones metálicos contenidos en el flujo y minimizar la formación de carbonato de calcio, con una diferencia de presión a ambos lados de las membranas inferior o igual a 5 bares, y a continuación se aplica un segundo tratamiento de filtración por medio de membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa,

en donde se extraen los lodos generados durante el tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o ultrafiltración y se inyectan en un reactor biológico anaerobio con el fin de formar un biogás que se recupera, y en donde, después del tratamiento de filtración con membranas de microfiltración o de ultrafiltración y del segundo tratamiento de filtración con membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa, se transfiere el concentrado producido por las membranas de nanofiltración o de ósmosis inversa hacia dicho reactor biológico anaerobio para producir allí biogás.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la adición del secuestrante favorece el atrapamiento de los iones metálicos, impide la precipitación del carbonato de calcio y favorece la filtración del agua a través de los poros de la membrana.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el flujo que circula a lo largo de las membranas contiene de 0,25 mg/L a 4 mg/L de fosfonatos.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde el biogás producido es transformado en energía reutilizable in situ.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el reactor anaerobio está acoplado a un reactor biológico constituido por bacterias fijadas que permite eliminar el nitrógeno producido en el reactor anaerobio.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en donde el reactor biológico de bacterias fijadas es un biorreactor de lecho móvil MBBR que combina la nitratación y la oxidación anóxica del amoniaco mediante el desarrollo de una biopelícula sobre un soporte plástico en movimiento por agitación o aireación.