INFLUENCE OF SLUDGE RECIRCULATION ON NUTRIENT REMOVAL IN SUBMERGED MEMBRANE BIOREACTORS

María Casamitjanaa-Causa, Ignasi Rodríguez-Roda Layret, Monserrat Dalmau-Figueras

Resumen


Membrane bioreactors (MBR) technology is a well-developed wastewater treatment process; however, the integrated operation between biological reactions and physical filtration has been poorly studied. Among other operational parameters, optimal control of sludge recirculation can enhance nitrogen and phosphorous removal processes, but the effects on sludge filterability is not clear. In this paper, different recirculation flow rates were tested to evaluate consequences on sludge filterability and nutrient removal in a MBR-UCT pilot plant treating real municipal wastewater. Three distinct sludge recirculation flows were studied during 10 weeks [external recirculation (from the membrane tank to the anoxic reactor), anoxic recirculation (from the aerobic to the anoxic reactor) and anaerobic recirculation (from the anoxic to the anaerobic reactor)]. The obtained results have shown that anaerobic recirculation affected nutrient removal in an inversely proportional way, whereas anoxic recirculation had a directly proportional effect. Referring sludge characteristics, filterability and capillarity suction time (CST) remained independent of sludge recirculation, whereas CST is proportional to transmembrane pressure (TMP), which seems to depend on external and anoxic sludge recirculation. 

Resumen

La tecnología de Biorreactores de Membrana (MBR) es un proceso de tratamiento de aguas residuales muy bien desarrollado; sin embargo, la operación integrada entre las reacciones biológicas y de filtración física ha sido poco estudiada. Entre otros parámetros de funcionamiento, el control óptimo de recirculación de lodos puede mejorar los procesos de eliminación de nitrógeno y fósforo, pero los efectos sobre la filtrabilidad de lodos no son claros. En este artículose ensayaron diferentes caudales de recirculación para evaluar las consecuencias de la filtrabilidad de lodos y la eliminación de nutrientes en una planta piloto real de tratamiento de aguas residuales municipales, MBR-UCT. Se estudiaron tres distintos flujos de recirculación de lodos durante 10 semanas [recirculación externa (desde el tanque de membrana al reactor anóxico), recirculación anóxica (desde el aeróbico al reactor anóxico) y de recirculación anaeróbica (del anóxico al reactor anaeróbico)]. Los resultados obtenidos han demostrado que la recirculación anaeróbica afectó la eliminación de nutrientes de una manera inversamente proporcional, mientras que la recirculación anóxica tuvo un efecto directamente proporcional. Haciendo referencia a las características del lodo, el tiempo de filtrabilidad y capilaridad de aspiración (CST) permanecieron independientes a la recirculación de lodos, mientras que el CST es proporcional a la presión transmembrana (TMP), que parece depender de la recirculación externa y anóxica de lodos. 

Resumo

A tecnologia de bio-reatores de membrana (MBR) é um processo de tratamento de águas residuais muito bem desenvolvido; no entanto, a operação integrada entre as reações biológicas e filtração física tem sido pouco estudada. Entre outros parâmetros operacionais, o controle ótimo de recirculação de lamas pode melhorar os processos remoção de nitrogênio e de fósforo, mas os efeitos sobre a capacidade de filtração das lamas não são claras. Neste artigo foram testados diferentes fluxos de recirculação para avaliar as consequências da filtração de lamas e da remoção de nutrientes em uma usina piloto real de tratamento de águas residuais municipais, MBR-UCT. Foram estudados três fluxos diferentes de recirculação de lamas durante 10 semanas [recirculação exterior (a partir do tanque de membrana ao reator anóxico) recirculação anóxica (a partir de aeróbico ao reator anóxico) e de recirculação anaeróbica (do anóxico ao reator anaeróbico)]. Os resultados obtidos mostraram que a recirculação anaeróbica afetou a remoção de nutrientes de uma forma inversamente proporcional, enquanto que a recirculação anóxica teve um efeito diretamente proporcional. Fazendo referência as características das lamas, e o tempo de filtração e capilaridade de aspiração (CST) manteve-se independentes da recirculação das lamas, enquanto o CST é proporcional à pressão transmembranar (TMP), que parece depender de recirculação externa e anóxica das lamas. 

 

Palabras clave


Wastewater; Membrane Bioreactor; Sludge Recirculation; Nutrient removal; Integrated operation; Filterability.

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DOI: https://doi.org/10.24050/reia.v1i1.708

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