Treatment of food industry wastewater with high oil and grease content by means of anaerobic membrane bioreactors(AnMBR)

Resumen

La tesis doctoral con título ¿Tratamiento de aguas residuales de la industria alimentaria con alto contenido en aceites y grasas mediante biorreactores anaerobios de membranas (AnMBR)¿, engloba un trabajo que busca dar solución al problema de los residuos de aceites y grasas. Los aceites y las grasas son retirados del agua residual en las etapas de pretratamiento de las depuradoras mediante sistema de flotación. Estos residuos son eliminados en etapas tempranas debido a los problemas físicos y biológicos que provocan. Físicos, porque pueden llegar a afectar a los sistemas de aireación de la etapa de fangos activados o al bloqueo de tuberías. Biológicos, porque al adherirse a la biomasa provocan su flotación y una limitación en la transferencia de materia. No obstante, está demostrado el alto potencial metanogénico de estos sustratos cuando son digeridos por biomasa anaerobia, frente a otros sustratos como por ejemplo los hidratos de carbono (1.425 ml biogás/g con un 69.5% de metano frente a 830 ml biogás/g con un 50% de metano). Algunas estrategias propuestas para poder aprovechar el efecto positivo de los aceites y las grasas han sido la adición al agua residual de sosa para la formación de jabones o la adición de lipasas. En esta tesis se presenta como alternativa la tecnología de los biorreactores anaerobios de membrana. Estos reactores están formados por dos etapas: una etapa biológica, formada por un reactor biológico anaerobio donde se lleva a cabo la digestión de la materia orgánica con la consiguiente formación de biogás; y una etapa física, donde una membrana separa el efluente del fango. El principal inconveniente de esta tecnología es el ensuciamiento de la membrana que puede condicionar el funcionamiento general de la planta. Para poder controlar el funcionamiento se han estudiado distintos ciclos de operación, en los que junto a la filtración se han optimizado los tiempos de contralavado y relajación. Además, se han desarrollado distintas estrategias para llevar a cabo la limpieza química de las membranas cuando los medios físicos no son suficientes. De forma global, el sistema permite operar con concentraciones elevadas de aceites y grasas (hasta 35 g/l) sin que se aprecie un efecto significativo sobre la biomasa, permitiendo obtener biogás con hasta un 73% de metano. Además, la membrana permitió trabajar durante largos períodos de tiempo sin la necesidad de efectuar limpiezas químicas.