Aplicaciones de medios MBBR en el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales|Estudio de caso de Malasia

Aplicaciones prácticas de los medios MBBR en el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales

Introducción

Los medios MBBR (Reactor de biopelícula de lecho móvil) se han utilizado ampliamente en proyectos de tratamiento de aguas residuales municipales e industriales en todo el mundo debido a su rendimiento de tratamiento maduro y su buena adaptabilidad. En el campo del tratamiento de aguas residuales municipales, esta tecnología se utiliza a menudo para mejorar y renovar plantas de tratamiento existentes para cumplir con estándares de descarga más estrictos; mientras que en escenarios industriales, puede hacer frente eficazmente a las características de la compleja composición de los contaminantes y las grandes fluctuaciones de carga de las aguas residuales industriales. Este artículo explorará los casos de aplicación práctica de los medios MBBR y los efectos del tratamiento logrados en diferentes escenarios, centrándose en los antecedentes del tratamiento de aguas residuales en Malasia y ejemplos de ingeniería para demostrar la practicidad y economía de esta tecnología.

Descripción general de los antecedentes de la industria de tratamiento de aguas residuales de Malasia

Como país del sudeste asiático, Malasia cuenta con abundantes recursos hídricos y algunas regiones incluso exportan agua dulce a los países vecinos durante mucho tiempo. Sin embargo, en los últimos años, afectado por múltiples factores como el crecimiento de la población urbana, el rápido desarrollo industrial y una mayor conciencia ambiental, el tratamiento de aguas residuales en Malasia enfrenta graves desafíos y necesidades urgentes. Desde la perspectiva del estado de la industria, algunas regiones de Malasia tienen problemas como descarga directa de aguas residuales, instalaciones de tratamiento obsoletas y eficiencia de tratamiento insuficiente. Entre ellos, muchos lugares como Johor y Sarawak han visto una intensificación de la contaminación de los ríos debido a descargas ilegales de fábricas costeras y descargas no reguladas de aguas residuales domésticas por parte de los residentes, e incluso frecuentes crisis de suministro de agua. Sólo en Johor, el desperdicio diario de agua potable alcanza los 1.173 millones de litros, lo que agrava aún más la contradicción entre la oferta y la demanda de agua.

Para mejorar la calidad del medio ambiente acuático, el gobierno de Malasia ha mejorado continuamente las leyes y regulaciones de protección ambiental. Entre ellos, el Reglamento de Calidad Ambiental (Aguas Residuales) de 2009 formuló estándares estrictos de descarga de aguas residuales (Estándar A: DBO₅ menor o igual a 20 mg/L, DQO menor o igual a 50 mg/L, Sólidos suspendidos menor o igual a 50 mg/L), estableciendo requisitos más altos para la eficiencia del tratamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes. Al mismo tiempo, Malasia ha aumentado gradualmente la inversión en la construcción y renovación de instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Por un lado, promueve la construcción de sistemas centralizados de descarga de aguas residuales. Por ejemplo, Kuching ha invertido mucho en la construcción de un sistema central de descarga de aguas residuales, que las trata centralmente en fases antes de descargarlas en los ríos, mejorando gradualmente la situación de contaminación de los ríos. Por otro lado, introduce activamente tecnologías eficientes de tratamiento de aguas residuales. Con las ventajas de un espacio reducido, un ciclo de renovación corto, una alta eficiencia de tratamiento y un costo de operación controlable, la tecnología MBBR se ha convertido en la tecnología preferida para la mejora y renovación de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales en Malasia, y se utiliza ampliamente en varios proyectos regionales de tratamiento de aguas residuales. Además, Malasia también ha estado promoviendo el tratamiento de los desechos sólidos y la contaminación plástica en los últimos años para reducir las emisiones contaminantes en la fuente, aligerar la carga del tratamiento de aguas residuales y formar un sistema integral de gobernanza de protección ambiental de "control de fuente + tratamiento al final de la tubería".

Casos de aplicación de MBBR Media en el tratamiento de aguas residuales municipales

(1) Caso de renovación de una planta de tratamiento de aguas residuales municipal en Europa

En el tratamiento de aguas residuales municipales, un escenario de aplicación común de los medios MBBR es la mejora y renovación de plantas de tratamiento de lodos activados. Muchas plantas de tratamiento antiguas se enfrentan a los desafíos que plantean los requisitos cada vez más estrictos de eliminación de nitrógeno y fósforo. Al agregar medios MBBR a los tanques de aireación existentes, se puede aumentar la retención de biomasa sin expandir el volumen del reactor. Por ejemplo, una planta de tratamiento de aguas residuales municipal en Europa con una capacidad de tratamiento diseñada de 50.000 equivalentes de población (PE) adoptó medios MBBR para la renovación de la mejora de la nitrificación. Antes de la renovación, la tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal de la planta era sólo del 75%, lo que no cumplía con el estándar de descarga de 5 mg/L; después de instalar medios MBBR con una superficie específica de 800 m²/m³, la tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal aumentó a más del 95% y la concentración de nitrógeno amoniacal del efluente se controló de manera estable por debajo de 3 mg/L. El proyecto de renovación tuvo un breve tiempo de inactividad de la construcción y el costo de operación solo aumentó un 10 %, lo que refleja plenamente la economía de los medios MBBR en la mejora y renovación de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales.

(2) Caso de renovación de la planta regional de tratamiento de aguas residuales de Kuala Sawah en Malasia

Con el crecimiento de la población urbana y las regulaciones de protección ambiental cada vez más estrictas en Malasia, la tecnología MBBR también se ha adoptado gradualmente para la mejora de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales. La Planta Regional de Tratamiento de Aguas Residuales (RSTP) de Kuala Sawah en Negeri Sembilan, operada por Indah Water Konsortium (IWK), necesita urgentemente mejorar su eficiencia de tratamiento para cumplir con los estrictos estándares de descarga del Reglamento de Calidad Ambiental (Aguas Residuales) de Malasia de 2009. La planta adoptó originalmente un proceso de zanjas de oxidación, tratando 59.000 m³ de aguas residuales y 260 m³ de lodos fecales por día, sirviendo a una población de 320.000 PE. Sin embargo, su efecto de eliminación de nitrógeno era inestable y los indicadores de efluentes a menudo no cumplían con los estándares durante los períodos de carga máxima, lo que era inconsistente con la demanda urgente de gobernanza del medio ambiente hídrico en el área local.

Para resolver los problemas anteriores sin ampliar el espacio existente (una limitación clave en las zonas urbanas), la planta llevó a cabo un proyecto de renovación del medio MBBR en 2023. Se añadió medio MBBR 37 con una superficie específica de 800 m²/m³ que representa el 25% del volumen del reactor a la zona aeróbica de la zanja de oxidación. El proyecto de renovación se implementó en fases, y cada fase se completó en 10 días, minimizando el impacto en la operación. El sistema MBBR mejoró significativamente la capacidad de retención de biomasa, especialmente el enriquecimiento de bacterias nitrificantes (Nitrospira spp.), mejoró la capacidad de la planta para hacer frente a las fluctuaciones en la carga orgánica y la carga de nitrógeno, y resolvió eficazmente el problema de la eliminación inestable de nitrógeno del proceso original.

(3) Comparación del desempeño del tratamiento antes y después de la renovación

La Tabla 1 a continuación resume el desempeño del tratamiento del RSTP de Kuala Sawah antes y después de la renovación de la MBBR, en comparación con los límites de descarga Estándar A de Malasia como referencia.

Puede verse en la Tabla 1 que la renovación de MBBR mejoró significativamente la eficiencia del tratamiento de la planta. Todos los indicadores clave cumplen y superan de manera estable los estándares de descarga Estándar A de Malasia, entre los cuales la tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal aumentó en más de 20 puntos porcentuales, resolviendo por completo el problema de los efluentes deficientes durante los períodos de carga máxima. Además, el sistema MBBR redujo el exceso de producción de lodos en un 28%, reduciendo el costo mensual de eliminación de lodos en aproximadamente 25.000 ringgit malasios (RM). Gracias al diseño de ahorro de energía-del sistema MBBR, el costo de operación solo aumentó un 8 %, lo que lo convierte en una solución económica y eficiente para la mejora y renovación de la planta, y también proporciona una referencia factible para la renovación de otras antiguas plantas de tratamiento de aguas residuales en Malasia.

Casos de aplicación de MBBR Media en el tratamiento de aguas residuales industriales

(1) Caso de tratamiento de aguas residuales de una planta procesadora de lácteos en América del Norte

En el ámbito industrial, los medios MBBR se han aplicado con éxito en el tratamiento de diversos tipos de aguas residuales industriales. Por ejemplo, las aguas residuales del procesamiento de alimentos suelen contener altas concentraciones de materia orgánica (DQO hasta 10.000 mg/L) y grasas, que son difíciles de tratar de manera eficiente con los procesos tradicionales. Una planta procesadora de lácteos de América del Norte adoptó un sistema MBBR para tratar las aguas residuales de su producción. El reactor se llenó con un 30% del volumen de medio MBBR cilíndrico y el tiempo de retención hidráulica se controló en 8 horas. Los resultados de la operación mostraron que la tasa de eliminación de DQO alcanzó el 92 % y la tasa de eliminación de DBO₅ alcanzó el 94 %, lo que fue significativamente mejor que el rendimiento del proceso de lodos activados original (tasa de eliminación de DQO del 78 %); al mismo tiempo, el exceso de producción de lodos se redujo en un 30 %, reduciendo efectivamente el costo de eliminación de lodos y equilibrando el efecto del tratamiento y la economía.

(2) Caso de tratamiento de aguas residuales de una planta farmacéutica asiática

Otro escenario de aplicación típico es el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas. Estas aguas residuales contienen compuestos orgánicos tóxicos y refractarios que son difíciles de tratar. Una planta farmacéutica asiática adoptó un sistema combinado de medios MBBR y procesos de oxidación avanzados (AOP) para tratar las aguas residuales. MBBR se utilizó como unidad de pre-tratamiento para eliminar la materia orgánica biodegradable, reduciendo la carga de tratamiento de los POA posteriores y evitando el impacto de sustancias tóxicas en los procesos posteriores. El reactor MBBR logró una tasa de eliminación de DQO del 65 % de las aguas residuales farmacéuticas. Después del tratamiento mediante el proceso combinado, la concentración final de DQO del efluente fue inferior a 50 mg/L, cumpliendo con los estándares de descarga locales. La aplicación de medios MBBR también mejoró la estabilidad del sistema de tratamiento, debilitó el impacto de las sustancias tóxicas en el proceso de tratamiento y aseguró el funcionamiento estable a largo plazo-del sistema de tratamiento.

Comparación del rendimiento del sistema MBBR en diferentes escenarios de aplicación

La Tabla 2 a continuación compara el rendimiento de los sistemas MBBR en diferentes escenarios de aplicación descritos en este artículo, destacando la versatilidad y adaptabilidad de esta tecnología y proporcionando referencia para la selección técnica de diferentes tipos de proyectos de tratamiento de aguas residuales.

Conclusión

Los casos de aplicaciones prácticas anteriores muestran que los medios MBBR son una tecnología universal y eficiente adecuada para el tratamiento de aguas residuales tanto municipales como industriales. Tiene las ventajas de soportar una alta carga orgánica, una fuerte resistencia a la carga de impacto y ser capaz de cooperar e integrarse con otros procesos de tratamiento, lo que la convierte en la solución preferida para resolver problemas complejos de tratamiento de aguas residuales. Especialmente en Malasia, combinado con las necesidades locales de tratamiento de aguas residuales-existe la urgencia de mejorar las instalaciones antiguas, las estrictas restricciones de los estándares de descarga y la necesidad de equilibrar el espacio y el costo de operación-la aplicación de la tecnología MBBR ha resuelto de manera efectiva los puntos débiles del tratamiento de aguas residuales local, ha brindado soporte técnico eficiente y económico para la gobernanza del medio ambiente hídrico en Malasia y también ha proporcionado una valiosa experiencia práctica para proyectos de tratamiento de aguas residuales en regiones similares.

¡No dudes en contactar a Rachel para discutir más!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

Correo electrónico:[email protected]