Tecnología anaerobia de membranas para la sostenibilidad en las EDAR

Una investigación desarrollada por el grupo de investigación CALAGUA, formado por personal del Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València (IIAMA-UPV) y del Departamento de Ingeniería Química de la Universitat de València (IQ-UV), ha demostrado el potencial, eficiencia y viabilidad de la implantación de la tecnología de reactores anaerobios de membrana en la Estación de Depuración de Aguas Residuales (EDAR). 

En el marco del proyecto europeo “Membrane for Energy and Water Recovery” (LIFE MEMORY), el grupo CALAGUA junto a las empresas FCC Aqualia y Koch Membrane System, diseñaron en la EDAR de Alcázar de San Juan (Ciudad Real) una planta piloto cuyos resultados tras más de 600 días de funcionamiento, avalan la viabilidad de dicha tecnología y por tanto, acercan los principios de la economía circular al campo de tratamiento de aguas residuales. 

Los resultados demuestran que es posible valorizar la materia orgánica presente en las aguas residuales y ser energéticamente autosuficiente más de la mitad del periodo de operación

“En la investigación se configuró una planta a escala demostración completa y funcional para estudiar los parámetros fundamentales de diseño y operación que permitan extender el sistema de tratamiento a escala industrial. De hecho, los resultados obtenidos demuestran que es posible valorizar la materia orgánica presente en las aguas residuales y ser energéticamente autosuficiente más de la mitad del periodo de operación”, explica el subdirector del IIAMA y participante en el estudio, Joaquín Serralta. 

Grupo CALAGUA y la sostenibilidad de la EDAR

Dichos resultados se describen en dos artículos científicos, recientemente publicados, que detallan los aspectos técnicos del proceso y el trabajo desarrollado. 

En el primero se ahonda sobre la viabilidad técnica de la tecnología y se muestran los resultados obtenidos en el proceso biológico (degradación de contaminantes, producción de fangos, producción de metano…) en función de la temperatura, la carga contaminante del agua de entrada y las condiciones de operación.  Por su parte, en el segundo artículo se abordan los resultados del proceso de filtración, junto con un análisis energético y de emisión de gases de efecto invernadero en función de los mismos parámetros. 

Este trabajo se enmarca en la línea de investigación iniciada por el grupo CALAGUA hace más de una década que consideraba las EDAR como instalaciones de recuperación de agua y recursos

“Tras dos años de operación a escala industrial, se ha demostrado la viabilidad de la transformación del agua residual en energía y agua reutilizable, con un balance energético positivo. La combinación de un proceso de tratamiento anaerobio con módulos de membrana ultrafiltración en el denominado reactor anaerobio de membranas (AnMBR) ha permitido la recuperación de recursos transformando la estación depuradora en una fábrica de bioenergía y agua rica en nutrientes para fertirrigación”, destaca el subdirector del IIAMA. 

Este trabajo se enmarca en la línea de investigación iniciada por el grupo CALAGUA hace más de una década que buscaba romper con la visión clásica del tratamiento del agua residual, pasando de concebir las EDAR como instalaciones de eliminación de contaminantes a considerarlas como instalaciones de recuperación de agua y recursos (energía y nutrientes).

Tecnología de tratamiento anaerobio de membranas

La tecnología de biorreactores de membrana anaerobios (AnMBR) combina las ventajas del tratamiento anaerobio con la separación por membranas. De este modo, permite valorizar la materia orgánica del agua residual y separar mediante el empleo de membranas el fango del agua ya tratada. Esta agua es de gran calidad y tiene un alto contenido en nitrógeno y fósforo, por lo que se presenta como un potencial recurso para su empleo en agricultura, aportando importantes cantidades de nutrientes. De esta forma se pueden reducir tanto los costes de tratamiento como los costes asociados al uso de fertilizantes.

“Con la tecnología AnMBR, las aguas residuales se convierten en fuente de energía, nutrientes y agua regenerada susceptible de ser reutilizada dada la elevada calidad, tanto microbiológica como en cuanto a contenido de sólidos, que presenta”, señalan los investigadores del Grupo CALAGUA

Además, el empleo de esta tecnología permite la valorización de la materia orgánica contenida en el agua residual en forma de biogás, y reduce la producción de fangos. “La tecnología AnMBR contribuye a reducir el impacto ambiental dentro del campo del tratamiento de la depuración ya que minimiza las emisiones de CO2 al evitar la oxidación de la materia orgánica y reemplazarla por la producción de un biogás adecuado para su aprovechamiento energético”, resalta el Dr. Serralta. 

Finalmente, desde CALAGUA recuerdan que los tratamientos para agua potable y aguas residuales representan el 7.6% del consumo total de energía en todos los países de la Unión Europea, por lo que la implantación de esta tecnología “contribuye a cerrar el ciclo de energía y materiales en el sector del tratamiento del agua de acuerdo con los principios de la Economía Circular”, concluyen.