Resumen de Tecnologías de biopelícula innovadoras para la depuración de aguas residuales: veinticinco años de investigación del Grupo de Ingeniería Ambiental de la Universidad de Cantabria

Iñaki Tejero Monzón, Ana Lorena Esteban García, Loredana de Florio, Rubén Díez Montero, Amaya Lobo García de Cortazar, María Leticia Rodríguez Hernández

• español

  Biological wastewater treatments are based on the use of active biomass, or set of organisms, in charge of carrying out the removal of contaminants. The biomass can be dispersed in suspension within the bulk liquid (activated sludge processes) or attached to a support media (biofilm processes). Biofilm technology was historically the first to be spread and applied. Nevertheless, since the 1950s, activated sludge technology gained more and more popularity given the supposed operation simplicity and higher quality of the effluent. Recently, new developments pushed forward the biofilm technology again. In this context, the Environmental Engineering Group of the University of Cantabria, since its foundation more than 2 decades ago, has been working on research and development of innovative wastewater treatment technologies based on biofilm. In this article, the know-how of the Group is illustrated, including the development of innovative submerged fixed bed reactors with and without (micro)filtration membranes, processes of biofilm supported by and aerated through membranes, as well as integrated systems (hybrid or combined) aimed at nutrient removal. Submerged aerated fixed film technologies, especially in hybrid configuration, as much as sludge blanket reactors (combined with biofilm processes) allow for increasing biomass concentration and may provide an attractive solution to upgrade existing WWTP. In combination with membrane filtration, they produce an effluent suitable for reuse o discharge in sensitive areas. On the other hand, the possibility of aerating (diffusing the gas) directly through the membrane lumen into the biomass thereby grown, without need of oxygenating the whole wastewater flow to be treated, may be a real energetic paradigm shift. The developed technologies are here described alongside their experimental and modeling assessment, ranging from laboratory and bench scale up to pilot scale systems treating real municipal wastewater.

• español

  En los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales la biomasa, o conjunto de organismos que se encargan de llevar a cabo la eliminación de los contaminantes, puede encontrarse en suspensión en el seno del líquido (como en la tecnología de fangos activos) o fijada en un soporte (tecnología de biopelícula). A pesar de que históricamente la tecnología de biopelícula fue inicialmente la dominante, a partir de los años 50 del siglo XX la balanza se inclinó hacia los fangos activos, debido a su supuesta facilidad de operación y mejor calidad del efluente. En los últimos años nuevos avances han conseguido recuperar la popularidad de los procesos de biopelícula. En ese marco, el Grupo de Ingeniería Ambiental de la Universidad de Cantabria, desde su nacimiento hace más de dos décadas, ha trabajado en la investigación y desarrollo de tecnologías de depuración basadas en procesos de biopelícula. El presente artículo resume la experiencia del grupo en este ámbito, que incluye el desarrollo de reactores innovadores de lecho aireado sumergido con y sin membranas de (micro)filtración, procesos de biopelícula soportada y oxigenada por membranas y sistemas integrados, híbridos y combinados, para la eliminación de nutrientes. La tecnología de lecho aireado sumergido, especialmente en configuración híbrida, así como los lechos de fangos (combinados con procesos biopelícula) permiten incrementar la concentración de biomasa y proporcionan una solución atractiva para ampliación de plantas existentes. En combinación con membranas de filtración se consigue un efluente apto para la reutilización o para vertidos muy exigentes. Por otro lado, la posibilidad de airear directamente (por difusión) a través de membranas hidrófobas la biomasa adherida a ellas, constituye una ventaja energética revolucionaria. Se describen las tecnologías desarrolladas en este campo y los resultados de su evaluación, tanto experimental como por modelización, desde el trabajo con reactores de laboratorio y de bancada hasta plantas piloto tratando agua residual real.