Direct ultrafiltration with membranes applied to the carbon recovery from municipal wastewater
- Autores: Thiago Antonio do Nascimento
- Directores de la Tesis: María del Mar Peña Miranda (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Valladolid ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 252
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro A. García Encina (presid.), Victorino Díez Blanco (secret.), Rosa Mosteo Abad (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Química y Ambiental por la Universidad de Valladolid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UVADOC
- Resumen
- español
Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) son consideradas de importancia relevante para la segura continuidad del ciclo del agua con impacto directo en el medio ambiente y en las actividades humanas. En este sentido, la demanda global de tecnologías cada vez más sostenibles debe incentivar el sector de tratamiento de aguas residuales urbanas a mejorar la recuperación de carbono y nutrientes combinado con una alta calidad del agua tratada. En este contexto, la filtración directa con membranas aplicada a la recuperación del contenido de materia orgánica de las aguas residuales municipales, junto a la cada vez mayor robustez y experiencia de las membranas de ultrafiltración surge como un proceso robusto, flexible y fiable. La materia orgánica contenida en las aguas residuales municipales puede ser convertida a biogás con potencial de cambiar el actual escenario de las EDARs de grandes consumidoras de energía a productoras de energía.
En la presente tesis, la viabilidad de la filtración directa con membranas ha sido estudiada realizando tanto experimentos a corto plazo como a largo plazo, considerando que se trata de un proceso relativamente novedoso en el que el ensuciamiento de la membrana presenta la mayor dificultad. Se ha operado en dos depuradoras distintas y a escala piloto. Y se han utilizado técnicas sencillas y de bajo coste como control del ensuciamiento de la membrana. Los resultados obtenidos muestran que se pueden obtener entre 10 y 45 g/L en concentraciones de sólidos, y entre 11 y 54 g/L en DQO que puede ser llevados directamente a digestión anaerobia, aprovechando de esta forma la mayor parte del contenido de la materia orgánica del agua residual municipal. Mientras que la presión transmembrana de filtración se mantiene por debajo de los 400 mbar a través del empleo de algunas técnicas combinadas como son agitación con gas, contralavado y purga de los sólidos concentrados en el tanque de membrana.
Esa tesis contribuye en un pequeño grado al desarrollo del conocimiento aportando al campo de los procesos de tratamiento de aguas residuales municipales una tecnología que en un futuro puede ser sostenible.
- English
Wastewater treatment plants (WWTPs) are considered with relevant importance for the safe continuity of the water cycle, with a direct impact on the environment and human activities. In this sense, the increasing global demand for sustainable technologies should encourage the urban wastewater treatment sector to improve carbon and nutrient recovery combined with the high quality of treated water. In this context, direct filtration with membranes applied to the recovery of organic material from municipal wastewater, together with the ever-greater robustness and experience of ultrafiltration membranes, appears as a robust, flexible and reliable process. The organic material embedded in municipal wastewater could be converted into biogas with the potential to change the current scenario of WWTPs from huge energy consumers to energy producers.
In the present thesis, the feasibility of direct filtration with membranes has been studied by carrying out both short and long-term experiments, considering that it is a relatively new process in which the membrane fouling is the greatest operational difficulty. The operations have been developed in two different WWTPs. Low cost and common techniques have been used to control membrane fouling. The results showed that between 10 and 45 g/L in total solids concentrations, and between 11 and 54 g/L in chemical oxygen demand can be conveyed directly to anaerobic digestion, thereby up taking a major part of the organic material from municipal wastewater, whereas the transmembrane pressures of filtration are maintained under 400 mbar by applying combined techniques such as gas agitation, permeate backwash and purging of solids concentrated in the membrane tank.
This thesis contributes in a small extent to the development of knowledge by providing to the field of municipal wastewater treatment processes a novel technology that in the future could be sustainable.
- español
