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El biorreactor de membrana ( MBR ) es la combinación de un proceso de membrana como la microfiltración o la ultrafiltración con un proceso de tratamiento biológico de aguas residuales , el proceso de lodos activados . Ahora se usa ampliamente para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales . [1]

Resumen [ editar ]

Esquema simple que describe el proceso MBR

Cuando se utilizan con aguas residuales domésticas , los procesos de MBR pueden producir efluentes de alta calidad para ser descargados en vías fluviales costeras, superficiales o salobres o para ser recuperados para riego urbano. Otras ventajas de los MBR sobre los procesos convencionales incluyen el tamaño reducido, la fácil adaptación y actualización de las antiguas plantas de tratamiento de aguas residuales.

Es posible operar procesos MBR a concentraciones más altas de sólidos suspendidos de licor mixto (MLSS) en comparación con los sistemas de separación por sedimentación convencionales, reduciendo así el volumen del reactor para lograr la misma tasa de carga.

Existen dos configuraciones de MBR: interno / sumergido, donde las membranas se sumergen y forman parte integrante del reactor biológico; y externa / lateral, donde las membranas son un proceso unitario separado que requiere un paso de bombeo intermedio.

Esquema del proceso convencional de lodos activados (arriba) y del biorreactor de membrana externo (corriente lateral) (abajo)

La reciente innovación técnica y la reducción significativa del costo de las membranas han permitido que los MBR se conviertan en una opción de proceso establecida para tratar aguas residuales. [1] Como resultado, el proceso MBR se ha convertido ahora en una opción atractiva para el tratamiento y la reutilización de aguas residuales industriales y municipales, como lo demuestra su número y capacidad en constante aumento. Se ha estimado que el mercado actual de MBR tiene un valor de alrededor de 216 millones de dólares EE.UU. en 2006 y que aumentará a 363 millones de dólares EE.UU. en 2010. [2]

Con base en el mercado mundial estimado de MBR de US $ 838,2 millones en 2011, se proyecta que el MBR crezca a una tasa promedio del 22,4%, alcanzando un tamaño de mercado total de US $ 344 mil millones en 2018. [3]

Se espera que el mercado mundial de biorreactores de membrana crezca en un futuro próximo debido a varios factores impulsados, por ejemplo, la escasez de agua en todo el mundo, lo que hace necesaria la recuperación de aguas residuales. Esto se verá agravado aún más por el cambio climático. [4] Las crecientes preocupaciones ambientales sobre la eliminación de aguas residuales industriales junto con la disminución de los recursos de agua dulce en las economías en desarrollo también explica la demanda de tecnología MBR. El crecimiento de la población, la urbanización y la industrialización complementarán aún más las perspectivas comerciales. [5]Dependiendo de su composición, estos cambios pueden ser exigentes para los recursos naturales y plantear desafíos insostenibles para el medio ambiente. Por lo tanto, la tecnología de biorreactores de membrana (MBR) se considera un elemento clave de los esquemas avanzados de tratamiento y reutilización de aguas residuales y está enfocada a crecer hacia una gestión sostenible del agua en los sectores municipales e industriales. [4]

Sin embargo, las elevadas inversiones iniciales y los gastos operativos pueden obstaculizar el mercado mundial de biorreactores de membrana. Además, es probable que las restricciones tecnológicas, incluida la recurrencia de incrustaciones en los MBR, obstaculicen la adopción de la producción. Se prevé que los avances en I + D en curso para aumentar la producción y minimizar la formación de lodos impulsarán el crecimiento de la industria. [3]

Esquema de un MBR sumergido

Los biorreactores de membrana se pueden utilizar para reducir la huella de un sistema de tratamiento de aguas residuales de lodos activados eliminando parte del componente líquido del licor mixto. Esto deja un producto de desecho concentrado que luego se trata mediante el proceso de lodos activados .

Estudios recientes muestran la oportunidad de utilizar nanomateriales para la realización de biorreactores de membrana más eficientes y sostenibles (Nanomaterials Membrane Bioreactor - NMs-MBR) para el tratamiento de aguas residuales. [6]

Historial y parámetros operativos básicos [ editar ]

El proceso MBR se introdujo a finales de la década de 1960, tan pronto como se dispuso de membranas de ultrafiltración (UF) y microfiltración (MF) a escala comercial . El proceso original fue introducido por Dorr-Oliver Inc. y combinó el uso de un biorreactor de lodo activado con un circuito de filtración de membrana de flujo cruzado. Las membranas de láminas planas utilizadas en este proceso eran poliméricas y presentaban tamaños de poro que oscilaban entre 0,003 y 0,01 µm. Aunque la idea de sustituir el decantadordel proceso convencional de lodos activados era atractivo, era difícil justificar el uso de dicho proceso debido al alto costo de las membranas, el bajo valor económico del producto (efluente terciario) y la posible pérdida rápida de rendimiento debido al ensuciamiento de la membrana. Como resultado, la atención se centró en el logro de altos flujos y, por lo tanto, fue necesario bombear el MLSS a alta velocidad de flujo cruzado con una penalización de energía significativa (del orden de 10 kWh / m 3 de producto) para reducir el ensuciamiento. Debido a la economía deficiente de los MBR de primera generación, solo encontraron aplicaciones en áreas de nicho con necesidades especiales, como parques de remolques aislados o estaciones de esquí.

El gran avance del MBR se produjo en 1989 con la idea de Yamamoto y sus colaboradores de sumergir las membranas en el biorreactor. Hasta entonces, los MBR se diseñaron con un dispositivo de separación ubicado en el exterior del reactor (MBR de corriente lateral) y se basaron en una alta presión transmembrana (TMP) para mantener la filtración. Con la membrana directamente sumergida en el biorreactor, los sistemas MBR sumergidos generalmente se prefieren a la configuración de corriente lateral, especialmente para el tratamiento de aguas residuales domésticas. La configuración sumergida se basa en una aireación de burbujas gruesas.para producir mezcla y limitar el ensuciamiento. La demanda de energía del sistema sumergido puede ser hasta 2 órdenes de magnitud menor que la de los sistemas de corriente lateral y los sistemas sumergidos operan con un flujo más bajo, exigiendo más área de membrana. En configuraciones sumergidas, la aireación se considera uno de los principales parámetros en el rendimiento del proceso tanto hidráulico como biológico. La aireación mantiene los sólidos en suspensión, limpia la superficie de la membrana y proporciona oxígeno a la biomasa, lo que conduce a una mejor biodegradabilidad y síntesis celular.

Los otros pasos clave en el reciente desarrollo de MBR fueron la aceptación de flujos modestos (25 por ciento o menos de los de la primera generación) y la idea de usar flujo burbujeante de dos fases para controlar el ensuciamiento. El menor costo operativo obtenido con la configuración sumergida junto con la disminución constante en el costo de la membrana alentó un aumento exponencial en las instalaciones de la planta MBR desde mediados de los 90. Desde entonces, se han introducido e incorporado más mejoras en el diseño y la operación de MBR en plantas más grandes. Si bien los primeros MBR se operaron a tiempos de retención sólidos (SRT) de hasta 100 días con MLSS de hasta 30 g / L, la tendencia reciente es aplicar tiempos de retención de sólidos más bajos (alrededor de 10 a 20 días), lo que resulta en niveles de MLSS más manejables. (10 a 15 g / L). Gracias a estas nuevas condiciones de funcionamiento,la transferencia de oxígeno y el costo de bombeo en el MBR han tendido a disminuir y el mantenimiento general se ha simplificado. En la actualidad existe una gama de sistemas MBR disponibles comercialmente, la mayoría de los cuales utilizan membranas sumergidas, aunque se encuentran disponibles algunos módulos externos; Estos sistemas externos también utilizan flujo de dos fases para el control de incrustaciones. Los tiempos de retención hidráulica (HRT) típicos oscilan entre 3 y 10 horas. En términos de configuraciones de membranas, principalmenteLas membranas de fibra hueca y láminas planas se aplican para aplicaciones MBR. [7]

Configuración de flujo lateral de membrana UF

A pesar del uso de energía más favorable de las membranas sumergidas, continuó existiendo un mercado para la configuración de flujo lateral, particularmente en aplicaciones industriales de flujo más pequeño. Para facilitar el mantenimiento, la configuración de flujo lateral se puede instalar en un nivel inferior en un edificio de planta. El reemplazo de la membrana se puede realizar sin equipo de elevación especializado. Como resultado, la investigación continuó con la configuración de la corriente lateral, tiempo durante el cual se encontró que las plantas a gran escala podían operar con flujos más altos. Esto ha culminado en los últimos años con el desarrollo de sistemas de bajo consumo energético que incorporan un control más sofisticado de los parámetros operativos junto con retrolavados periódicos, que permiten un funcionamiento sostenible con un consumo energético tan bajo como 0,3 kWh / m 3 de producto.

Configuraciones [ editar ]

Interno / sumergido [ editar ]

El elemento de filtración se instala en el recipiente del biorreactor principal o en un tanque separado. Las membranas pueden ser de hoja plana o tubulares o una combinación de ambos, y pueden incorporar un sistema de retrolavado en línea que reduce el ensuciamiento de la superficie de la membrana bombeando el permeado de la membrana a través de la membrana. El sistema de retrolavado se puede optimizar utilizando membranas IPC, desarrolladas por Blue Foot Membranes. En sistemas donde las membranas están en un tanque separado del biorreactor, se pueden aislar trenes individuales de membranas para realizar regímenes de limpieza que incorporen remojos de membrana, sin embargo, la biomasa debe bombearse continuamente al reactor principal para limitar el aumento de concentración de MLSS. También se requiere aireación adicional para proporcionar aire libre y reducir la suciedad. Donde se instalan las membranas en el reactor principal,Los módulos de membrana se extraen del recipiente y se transfieren a un tanque de limpieza fuera de línea.[8] Por lo general, la configuración interna / sumergida se utiliza para aplicaciones de menor resistencia a gran escala. [9]Para optimizar el volumen del reactor y minimizar la producción de lodos, los sistemas MBR sumergidos normalmente operan con concentraciones MLSS comprendidas entre 12000 mg / L y 20000 mg / L, por lo que ofrecen una buena flexibilidad en la selección del diseño del tiempo de retención de lodos. Es obligatorio tener en cuenta que un contenido excesivamente alto de sólidos en suspensión de licor mezclado puede hacer que el sistema de aireación no sea tan efectivo y el flujo útil de agua tratada por la membrana disminuiría; la solución clásica de este problema de optimización es asegurar una concentración de sólidos en suspensión de licor mixto que se acerque a los 10.000 mg / L, con el fin de garantizar una buena transferencia de masa de oxígeno con un buen flujo de permeado. Este tipo de solución es ampliamente aceptado en unidades de mayor escala, donde se usa típicamente la configuración interna / sumergida,debido al mayor costo relativo de la membrana, en comparación con el volumen adicional requerido en el tanque.[10]

El MBR sumergido ha sido la configuración preferida debido a su bajo nivel de consumo de energía, alta eficiencia de biodegradación y baja tasa de ensuciamiento en comparación con los biorreactores de membrana de flujo lateral. Este tipo de configuración se adopta en el sector industrial, incluidos los textiles, alimentos y bebidas, petróleo y gas, minería, generación de energía, pulpa y papel a la luz de sus beneficios. [11]

Externo / secundario [ editar ]

Los elementos de filtración se instalan externamente al reactor, a menudo en una sala de planta. La biomasa se bombea directamente a través de varios módulos de membrana en serie y de regreso al biorreactor, o la biomasa se bombea a un banco de módulos, desde el cual una segunda bomba hace circular la biomasa a través de los módulos en serie. La limpieza y el remojo de las membranas se pueden realizar en el lugar con el uso de un tanque de limpieza, una bomba y una tubería instalados.

Por lo general, la configuración de flujo lateral / externo se utiliza para aplicaciones de mayor resistencia a pequeña escala; La principal ventaja que muestra la configuración externa / lateral es la posibilidad de diseñar y dimensionar el tanque y la membrana por separado, con ventajas prácticas para la operación y el mantenimiento de la unidad. Como en otros procesos de membrana, se necesita un corte sobre la superficie de la membrana para prevenir o limitar el ensuciamiento; la configuración externa / de corriente lateral proporciona esta cizalla mediante un sistema de bombeo, mientras que la configuración interna / sumergida proporciona la cizalla a través de la aireación en el biorreactor, y dado que existe un requisito de energía para promover la cizalla, esta configuración muestra este costo adicional. Además, el ensuciamiento del módulo MBR es más consistente, debido a los flujos más altos involucrados en esta configuración. [12]

Consideraciones importantes [ editar ]

Control de incrustaciones e incrustaciones [ editar ]

El rendimiento de la filtración MBR inevitablemente disminuye con el tiempo de filtración. Esto se debe a la deposición de materiales solubles y particulados sobre y dentro de la membrana, atribuida a las interacciones entre los componentes del lodo activado y la membrana. Este gran inconveniente y limitación del proceso se ha investigado desde los primeros MBR y sigue siendo uno de los problemas más desafiantes que enfrenta el desarrollo de MBR. [13] [14]

En revisiones recientes que cubren las aplicaciones de membranas en biorreactores, se ha demostrado que, al igual que con otros procesos de separación de membranas, el ensuciamiento de la membrana es el problema más serio que afecta el rendimiento del sistema. El ensuciamiento conduce a un aumento significativo de la resistencia hidráulica, que se manifiesta como una disminución del flujo de permeado o un aumento de la presión transmembrana (TMP) cuando el proceso se opera en condiciones de TMP constante o de flujo constante, respectivamente. [15] En sistemas donde el flujo se mantiene aumentando la TMP, la energía requerida para lograr la filtración aumenta. Por lo tanto, se requiere una limpieza frecuente de la membrana, lo que aumenta significativamente los costos operativos como resultado de los agentes de limpieza y el tiempo de inactividad de la producción. También se espera un reemplazo de membrana más frecuente.

El ensuciamiento de la membrana resulta de la interacción entre el material de la membrana y los componentes del licor de lodo activado, que incluyen flóculos biológicos formados por una amplia gama de microorganismos vivos o muertos junto con compuestos solubles y coloidales. La biomasa suspendida no tiene una composición fija y varía tanto con la composición del agua de alimentación como con las condiciones de operación de MBR empleadas. Por lo tanto, aunque se han publicado muchas investigaciones sobre el ensuciamiento de membranas, la diversa gama de condiciones de operación y matrices de agua de alimentación empleadas, los diferentes métodos analíticos utilizados y la información limitada reportada en la mayoría de los estudios sobre la composición de la biomasa en suspensión, ha hecho difícil establecer un comportamiento genérico. relacionado con el ensuciamiento de la membrana en MBR específicamente.

Factores que influyen en el ensuciamiento (interacciones en rojo)

El flujo cruzado inducido por aire obtenido en MBR sumergido puede eliminar eficientemente o al menos reducir la capa de suciedad en la superficie de la membrana. Una revisión reciente informa los últimos hallazgos sobre las aplicaciones de la aireación en la configuración de membrana sumergida y describe la mejora del rendimiento que ofrece el burbujeo de gas. [14] Dado que se ha identificado una tasa de flujo de aire óptima detrás de la cual los incrementos adicionales en la aireación no tienen ningún efecto sobre la eliminación de incrustaciones, la elección de la tasa de aireación es un parámetro clave en el diseño de MBR.

Se pueden aplicar muchas otras estrategias antiincrustantes a las aplicaciones MBR. Comprenden, por ejemplo:

  • Permeabilidad o relajación intermitente, donde la filtración se detiene en un intervalo de tiempo regular antes de reanudarse. Las partículas depositadas en la superficie de la membrana tienden a difundirse de nuevo al reactor; este fenómeno se ve incrementado por la aireación continua aplicada durante este período de reposo.
  • Lavado a contracorriente de la membrana, donde el agua permeada se bombea de regreso a la membrana y fluye a través de los poros hasta el canal de alimentación, desalojando las incrustaciones internas y externas.
  • Retrolavado de aire, donde el aire presurizado en el lado permeado de la membrana se acumula y libera una presión significativa en un período de tiempo muy corto. Por lo tanto, los módulos de membrana deben estar en un recipiente presurizado acoplado a un sistema de ventilación. El aire generalmente no atraviesa la membrana. Si lo hiciera, el aire secaría la membrana y sería necesario un paso de rehumedecimiento, presurizando el lado de alimentación de la membrana.
  • Productos antiincrustantes patentados, como la tecnología Membrane Performance Enhancer de Nalco. [dieciséis]

Además, también se pueden recomendar diferentes tipos / intensidades de limpieza química:

  • Retrolavado químicamente mejorado (diario);
  • Limpieza de mantenimiento con mayor concentración química (semanal);
  • Limpieza química intensiva (una o dos veces al año).

También se lleva a cabo una limpieza intensiva cuando no se puede mantener una filtración adicional debido a una presión transmembrana elevada (TMP). Cada uno de los cuatro proveedores principales de MBR (Kubota, Evoqua, Mitsubishi y GE Water) tiene sus propias recetas de limpieza química, que difieren principalmente en términos de concentración y métodos (ver Tabla 1). En condiciones normales, los agentes de limpieza predominantes siguen siendo NaOCl ( hipoclorito de sodio ) y ácido cítrico . Es común que los proveedores de MBR adapten protocolos específicos para limpiezas químicas (es decir, concentraciones químicas y frecuencias de limpieza) para instalaciones individuales. [7]

Protocolos de limpieza química intensiva para cuatro proveedores de MBR (el protocolo exacto para la limpieza química puede variar de una planta a otra)

Actuaciones biológicas / cinética [ editar ]

Eliminación de DQO y rendimiento de lodos [ editar ]

Simplemente debido al alto número de microorganismos en los MBR, se puede aumentar la tasa de absorción de contaminantes. Esto conduce a una mejor degradación en un lapso de tiempo dado oa volúmenes de reactor requeridos más pequeños. En comparación con el proceso convencional de lodos activados (ASP) que típicamente alcanza el 95 por ciento, la remoción de DQO puede incrementarse del 96 al 99 por ciento en MBR (ver tabla, [17] ). Se encuentra que la eliminación de DQO y DBO5 aumenta con la concentración de MLSS. La remoción de DQO por encima de 15 g / L se vuelve casi independiente de la concentración de biomasa en> 96 por ciento. [18] Sin embargo, no se emplean concentraciones arbitrarias altas de MLSS, ya que la transferencia de oxígeno se ve impedida debido a un fluido más alto y no newtoniano.viscosidad. La cinética también puede diferir debido al acceso más fácil al sustrato. En ASP, los flóculos pueden alcanzar varios 100 μm de tamaño. Esto significa que el sustrato puede alcanzar los sitios activos solo por difusión, lo que provoca una resistencia adicional y limita la velocidad de reacción general (difusión controlada). El estrés hidrodinámico en los MBR reduce el tamaño del flóculo (a 3,5 μm en los MBR secundarios) y, por lo tanto, aumenta la velocidad de reacción aparente. Al igual que en el ASP convencional, el rendimiento de lodo disminuye a mayor concentración de SRT o biomasa. Se produce poco o ningún lodo a tasas de carga de lodo de 0.01 kgCOD / (kgMLSS d). [19] Debido al límite de concentración de biomasa impuesto, tasas de carga tan bajas darían como resultado tamaños de tanque enormes o HRT largas en ASP convencional.

Eliminación de nutrientes [ editar ]

La eliminación de nutrientes es una de las principales preocupaciones en el tratamiento moderno de aguas residuales, especialmente en áreas sensibles a la eutrofización . Al igual que en el ASP convencional, en la actualidad, la tecnología más ampliamente aplicada para la eliminación de N de las aguas residuales municipales es la nitrificación combinada con la desnitrificación . Además de la precipitación de fósforo, se puede implementar una eliminación biológica mejorada de fósforo (EBPR) que requiere un paso de proceso anaeróbico adicional. Algunas características de la tecnología MBR hacen que el EBPR en combinación con la post-desnitrificación sea una alternativa atractiva que logra concentraciones de efluentes de nutrientes muy bajas. [18]

Eliminación de nutrientes en MBR para el tratamiento de aguas residuales municipales [17]

MBR anaeróbicos [ editar ]

Los MBR anaeróbicos (a veces abreviado AnMBR) se introdujeron en la década de 1980 en Sudáfrica y actualmente ven un renacimiento en la investigación. Sin embargo, los procesos anaeróbicos se utilizan normalmente cuando se requiere un tratamiento de bajo costo que permite la recuperación de energía pero no logra un tratamiento avanzado (baja remoción de carbono, sin remoción de nutrientes). Por el contrario, las tecnologías basadas en membranas permiten un tratamiento avanzado (desinfección), pero con un elevado coste energético. Por tanto, la combinación de ambos solo puede ser económicamente viable si se desea un proceso compacto de recuperación de energía, o cuando se requiera desinfección después de un tratamiento anaeróbico (casos de reutilización de agua con nutrientes). Si se desea la máxima recuperación de energía, un solo proceso anaeróbico será siempre superior a una combinación con un proceso de membrana.

Recientemente, los MBR anaeróbicos han tenido una aplicación exitosa a gran escala para el tratamiento de algunos tipos de aguas residuales industriales, generalmente desechos de alta resistencia. Ejemplos de aplicaciones incluyen el tratamiento de aguas residuales de destilación de alcohol en Japón [20] y el tratamiento de aguas residuales de aderezos para ensaladas / salsa barbacoa en los Estados Unidos. [21]

Mezcla e hidrodinámica [ editar ]

Como en cualquier otro reactor, la hidrodinámica (o la mezcla) dentro de un MBR juega un papel importante en la determinación de la eliminación de contaminantes y el control de incrustaciones dentro de un MBR. Tiene un efecto sustancial en el uso de energía y los requisitos de tamaño de un MBR, por lo que el costo de vida total de un MBR es alto.

La eliminación de contaminantes está muy influenciada por la cantidad de tiempo que los elementos fluidos pasan en el MBR (es decir, la distribución del tiempo de residencia o RTD). La distribución del tiempo de residencia es una descripción de la hidrodinámica / mezcla en el sistema y está determinada por el diseño del MBR (por ejemplo, tamaño del MBR, tasas de flujo de entrada / reciclado, posición de la pared / deflector / mezclador / aireador, entrada de energía de mezcla). Un ejemplo del efecto de la mezcla es que un reactor de tanque agitado continuo no tendrá una conversión de contaminantes por unidad de volumen de reactor tan alta como un reactor de flujo pistón .

El control de las incrustaciones, como se mencionó anteriormente, se realiza principalmente mediante aireación de burbujas gruesas. La distribución de burbujas alrededor de las membranas, el cizallamiento en la superficie de la membrana para la eliminación de la torta y el tamaño de la burbuja están muy influenciados por la mezcla / hidrodinámica del sistema. La mezcla dentro del sistema también puede influir en la producción de posibles incrustaciones. Por ejemplo, los recipientes que no están completamente mezclados (es decir, reactores de flujo pistón) son más susceptibles a los efectos de las cargas de choque que pueden causar la lisis celular y la liberación de productos microbianos solubles.

Ejemplo de resultados de modelado de dinámica de fluidos computacional (CFD) (líneas de flujo) para un MBR a gran escala (Adaptado del Proyecto AMEDEUS - Boletín del nodo australiano de agosto de 2007 [22] ).

Muchos factores afectan la hidrodinámica de los procesos de aguas residuales y, por lo tanto, las MBR. Estas varían desde propiedades físicas (por ejemplo, reología de la mezcla y densidad de gas / líquido / sólido, etc.) hasta las condiciones de contorno del fluido (por ejemplo, caudales de entrada / salida / reciclado, posición del deflector / mezclador, etc.). Sin embargo, muchos factores son peculiares de los MBR, estos cubren el diseño del tanque de filtración (por ejemplo, tipo de membrana, múltiples salidas atribuidas a membranas, densidad de empaquetamiento de la membrana, orientación de la membrana, etc.) y su funcionamiento (por ejemplo, relajación de la membrana, retrolavado de la membrana, etc.).

Las técnicas de modelado y diseño de mezcla aplicadas a los MBR son muy similares a las utilizadas para los sistemas convencionales de lodos activados. Incluyen la técnica de modelado compartimental relativamente rápida y sencilla que solo derivará el RTD de un proceso (por ejemplo, el MBR) o la unidad de proceso (por ejemplo, recipiente de filtración de membrana) y se basa en supuestos amplios de las propiedades de mezcla de cada subunidad. Dinámica de fluidos computacionalEl modelado (CFD), por otro lado, no se basa en supuestos amplios de las características de mezcla e intenta predecir la hidrodinámica desde un nivel fundamental. Es aplicable a todas las escalas de flujo de fluido y puede revelar mucha información sobre la mezcla en un proceso, desde el RTD hasta el perfil de corte en la superficie de una membrana. La visualización de los resultados del modelado MBR CFD se muestra en la imagen.

Se han realizado investigaciones de la hidrodinámica de MBR a muchas escalas diferentes, que van desde el examen del esfuerzo cortante en la superficie de la membrana hasta el análisis RTD de todo el MBR. Cui y col. (2003) [14] investigó el movimiento de las burbujas de Taylor a través de las membranas tubulares. Khosravi, M. (2007) [23] examinó todo el recipiente de filtración de membrana utilizando CFD y mediciones de velocidad, mientras que Brannock et al. (2007) [24] examinaron el MBR completo utilizando experimentos de estudio de trazadores y análisis de RTD.

Marco de mercado [ editar ]

Información regional [ editar ]

El mercado de MBR está segmentado según el usuario final, que incluye municipal e industrial, y la geografía, que comprende Europa, Oriente Medio y África (EMEA), Asia-Pacífico (APAC) y América. [25]

En esta línea, en 2016 algunos estudios e informes mostraron que la región APAC tomó la posición de liderazgo en términos de participación de mercado, poseyendo el 41,90% de la misma. Por otro lado, la cuota de mercado de EMEA es de aproximadamente el 31,34% y, finalmente, América posee el 26,67%. [25]

APAC tiene el mercado de biorreactores de membrana más grande. Las economías en desarrollo como India, China, Indonesia y Filipinas están contribuyendo principalmente al crecimiento. APAC se considera una de las regiones más propensas a desastres del mundo. En 2013, más de miles de personas murieron a causa de desastres relacionados con el agua en la región, lo que representa el nueve décimo de las muertes relacionadas con el agua en todo el mundo. Además de esto, el sistema público de abastecimiento de agua de la región no está tan desarrollado en comparación con otros países como Estados Unidos, Canadá, países de Europa, etc. [25]

El mercado de biorreactores de membrana en EMEA ha experimentado un crecimiento estable. Países como Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Kuwait, Argelia, Turquía y España están contribuyendo principalmente a esa tasa de crecimiento. La escasez de agua limpia y dulce es el factor clave de la creciente demanda de tecnologías de tratamiento de agua eficientes. En este sentido, la mayor conciencia sobre el tratamiento del agua y el agua potable también está impulsando el crecimiento. [25]

En última instancia, América ha sido testigo de una gran demanda de países como Estados Unidos, Canadá, Antigua, Argentina, Brasil y Chile. El mercado de MBR ha crecido debido a la estricta aplicación de las regulaciones hacia la descarga adecuada de aguas residuales. El reclamo del uso de esta tecnología emergente proviene principalmente de las industrias farmacéutica, de alimentos y bebidas, automotriz y química. [25]

Ver también [ editar ]

  • Lista de tecnologías de tratamiento de aguas residuales
  • Modelo de lodos activados
  • Ensuciamiento de la membrana
  • Membrana de fibra hueca

Referencias [ editar ]

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