Hybrid membrane bioreactors for urban wastewater treatment : applications for carbon and nitrogen removal

RESUMEN: En esta tesis doctoral se estudia la utilización de reactores biológicos con membranas (RBM) en una nueva configuración híbrida (RBMH), en que la biodegradación es llevada a cabo, además de por biomasa en suspensión, por biopelículas adheridas a soportes. Se investigaron dos aplicaciones. En la primera se evaluó la depuración de agua residual urbana real empleando RBMH tanto a escala de bancada como piloto, obteniéndose efluentes con la calidad requerida para poder ser reutilizados. Tanto el agua tratada como los fangos generados y el ensuciamiento de las membranas mostraron mejores características que un RBM convencional operado en paralelo. En la segunda configuración se aplicó un RBMH para el post-tratamiento de efluentes de biorreactores metanogénicos. Se demostró la viabilidad de utilizar el metano disuelto de dichos efluentes como fuente de carbono para desnitrificar, reduciéndose así las emisiones de gases de efecto invernadero y el contenido de nitrógeno de estas aguas.ABSTRACT: In this doctoral thesis the use of membrane bioreactors (MBR) is studied in a new hybrid configuration (HMBR), where the biodegradation is carried out by both suspended and attached biomasses. Two applications were investigated. In the first proposed configuration the treating of real urban wastewater using a HMBR at bench and pilot-scale was evaluated, reaching an effluent quality suitable for reuse. The treated water, as well as the generated sludge and the membrane fouling showed better characteristics than a conventional MBR, which was operated in parallel. In the second configuration a HMBR system was applied for the post-treatment of methanogenic bioreactors. The feasibility of using the dissolved methane present in these effluents as a carbon source for denitrification was proved, reducing emissions of greenhouse gases and nitrogen content of these effluents