Depuradora de aguas residuales en el sector cervecero: mediante tecnología anaerobia (UASB) + MBR

“Con el binomio UASB+MBR, AEMA garantiza para esta planta, menores costes de inversión, operación (CAPEX y OPEX) y una instalación compacta y ampliable.”

Aema, empresa española dedicada al tratamiento de aguas y depuración de vertidos industriales, apuesta de manera estratégica por nuevos diseños, persiguiendo la óptima gestión de la hidroeficiencia energética, la reutilización y la mejora medioambiental. Para ello, ejecuta instalaciones que  incluyen  nuevas tecnologías,  en colaboración y alianzas con grandes empresas multinacionales, y con la confianza de los clientes y grupos empresariales usuarios finales  de estas plantas de tratamiento.

EDARi La Zaragozana

Las industrias del sector de alimentación y bebidas generan aguas con alta concentración de materia orgánica compleja y de difícil degradación, como aceites y grasas. En la actualidad, estas aguas se tratan mediante procesos convencionales que requieren de un elevado consumo energético y producen una gran cantidad de fangos, y se desaprovecha su potencial de producción de biogás.

El Área de Ingeniería de AEMA continúa ampliando su cartera de referencias de depuración de aguas residuales en el sector cervecero. En este caso, el proyecto desarrollado se refiere a la la depuradora de aguas residuales de la fábrica de cerveza española con sede en Zaragoza, La Zaragozana, conocida comercialmente como Cervezas Ámbar. 

Esquema general de la planta

1.Introducción

Con esta actuación, La Zaragozana, demuestra su compromiso con el medio ambiente, promoviendo y emprendiendo diferentes actuaciones que permiten el desarrollo y crecimiento de la compañía de manera sostenible. En el diseño de esta planta, Aema ha incorporado soluciones que garantizan menores costes de inversión y mantenimiento, así como la consecución de una instalación compacta y ampliable, según necesidades.

El comportamiento sostenible y socialmente responsable de la industria, mejora su posicionamiento, ayuda a reducir costes, atrae inversión y minimiza riesgos.  

2.Tecnología Anaerobia (UASB) + MBR

El acuerdo contraído con La Zaragozana,  incluye diseño, construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento durante varios años. Esta depuradora ha sido el fruto de meses de intenso trabajo para Aema, analizando las demandas del cliente y su objetivo de contar con una depuradora moderna, flexible y con exigentes garantías de vertido. Tras la exploración de diversos escenarios y tecnologías disponibles, se ha optado por la combinación de dos tecnologías con el binomio UASB+MBR: reactor anaerobio tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), combinado con un reactor aerobio con tecnología MBR (reactor biológico de membranas).

Ambas tecnologías complementarias, permiten la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) disuelta en los reactores biológicos y de la materia particulada en suspensión (SPM) rechazada por la membrana, dando lugar a un efluente de calidad incluso superior a la exigida por la legislación vigente para vertidos de aguas al río.

 3.EDARi La Zaragozana

La EDARi, con una capacidad de tratamiento proyectada de 3.300 m3/d, integra las tecnologías anaerobia UASB y aerobia biorreactor de membrana (MBR) para la depuración biológica del vertido industrial de la cervecera.

Para este proyecto en concreto, las principales premisas que se han tenido en cuenta a la hora de diseñar la solución final han sido las siguientes:

• Reducción de la máxima DQO con el mínimo coste energético.
• Optima y mayor generación de biogás.
• Aprovechamiento del espacio disponible, con un diseño que optimiza la superficie de suelo industrial.
• Mínimo coste de canon de vertido.
• Pay back de la inversión.

Todas estas premisas han sido determinantes para seleccionar un diseño basado en el proceso anaerobio UASB+MBR como la solución más adecuada para tratar este tipo de vertido.

4.Diseñar, sin perder de vista el futuro

Un buen diseño, lo hace todo más fácil. El éxito de una instalación depuradora de aguas residuales (EDAR), depende de su capacidad de operar asegurando de manera sostenida, el cumplimiento de los parámetros de vertido, en relación a la carga contaminante influente.

¿Cómo se consigue esta situación de  fiabilidad y con costes de operación asumibles?

La versatilidad del diseño permitirá futuras optimizaciones con el objetivo de reutilizar el agua depurada – agua regenerada – en los procesos internos de fábrica y que la planta de Zaragoza, se anticipe una vez más a nuevas exigencias de acuerdo con los estándares medioambientales de la compañía. Las posibilidades de reuso del agua depurada mediante tecnología de membrana (ej. Ósmosis Inversa) y desinfección (ej. Ultravioleta) buscarán mejorar a futuro el ratio de utilización de agua en la industria cervecera.

5.Ventajas tecnológicas

Esquema de un reactor BIOTIM® UASB

Esta nueva depuradora en el sector cervecero, confirma las ventajas intrínsecas de la tecnología anaerobia (UASB) que la hacen económica y tecnológicamente muy ventajosa frente a otras tecnologías de depuración.

En los tratamientos anaerobios no se requiere oxígeno (ahorro energético), se genera menor cantidad de lodo (residuos sólidos) y se produce un subproducto con alto valor agregado como es el biogás, susceptible de ser aprovechado.

• Bajo consumo energético y simplicidad del funcionamiento.
• Baja producción de fangos.
• Los lodos se conservan (sin alimentación) por largos periodos de tiempo.
• Bajos requerimientos nutricionales.
• Reducida superficie de implantación.
• Bajo consumo de productos químicos.
• Reducción de costes de tratamiento.
• Generación de biogás, que puede ser aprovechado como fuente de energía renovable.
• Posible valorización de la biomasa en el mercado.
• Diseño robusto, alto volumen de biomasa activa, resistencia a las perturbaciones de carga y temperatura con la más alta tasa de eliminación de DQO.

Para cerrar el círculo, aprovechando el contenido energético del biogás producido, la instalación se completa con la instalación de una estación de intercambio de calor en fases: precalentamiento del vertido con efluente depurado y calentamiento posterior con ayuda de una caldera de agua caliente.

Para la combustión del biogás y dando cumplimiento a la normativa vigente (RD 1042/2017) procedemos a la “desulfuración” del gas mediante un bioscrubber: un equipo que evita el consumo de producto químico empleando el fango activo del reactor aerobio como medio lavador de sulfuros.

En cuanto a la tecnología MBR, Aema es la firma española y primera en Europa en instalar y poner en marcha la nueva configuración de membranas de fibra hueca, ofreciendo lo más novedoso y viable, técnica y económicamente a la industria alimentaria, con más de 60 instalaciones en operación en todos los sectores. En este caso, esta tecnología, puede utilizarse como un proceso independiente o para “pulir” los vertidos pre tratados anaeróbicamente a una calidad adecuada e inigualable para su reutilización, cumpliendo además con los más estrictos límites de descarga en términos de MO, SS y nutrientes (N,P).

Instalacion MBR

Entre sus ventajas se encuentran:

• Fácil operación y mantenimiento
• Rápida implantación e integración con sistemas existentes
• Reduce o elimina la desinfección
• Baja presión transmembrana (TMP) de operación
• Cumple con los límites más estrictos para materia orgánica, SS y nutrientes
• La vida de servicio útil de la membrana puede ser mayor a 10 años
• Ultra compacto, bajo espacio de implantación
• Reduce producción de lodos y costo asociado de deshidratación más gestión
• Eliminación de los problemas inherentes a la decantación del fango
• Efluente de altísima calidad, apto para reutilización

Una ventaja importante del proceso de bioreactor de membrana, es que los sólidos del fango y biomasa, son totalmente retenidos en el bioreactor. Esto significa que el tiempo de retención de sólidos (SRT) en el bioreactor, se puede controlar completamente por separado del tiempo de retención hidráulico (TRH). Esto es diferente del proceso CAS o fango activado convencional, donde los “flóculos” que componen la biomasa, tienen que crecer en tamaño hasta el punto donde puedan sedimentar en el clarificador secundario. En un CAS, el TRH y SRT van acoplados, ya que el tamaño del flóculo y su sedimentabilidad está ligada al TRH.

Por último, el tiempo de retención de sólidos (SRT) tiende a proporcionar un mejor biotratamiento total. Esta condición favorece el desarrollo de los microorganismos de crecimiento más lento, específicamente nitrificantes. Los MBRs entonces son especialmente eficaces en la eliminación de N (nitrificación).

6.Resumen

Después de más de 15 años de operación con la tecnología MBR, AEMA ha sido capaz de innovar en la aplicación de esta tecnología en el sector industrial alimentario, mejorando los sistemas de control y autogestión, optimizando las estrategias de operación, adaptando los protocolos para traducirlos en un funcionamiento estable a lo largo del tiempo y con los más bajos costes de mantenimiento. Funcionan actualmente plantas instaladas y mantenidas por AEMA con esta tecnología, que operan en la actualidad con aquellas membranas originales de hace más de 15 años.

La fórmula y garantía de éxito de AEMA a lo largo del tiempo, descansa en haber dado forma y comprendido la ecuación y sinergia entre:

Estrategias de Control + Hidráulica + Proceso Biológico = AemaMBR

Para entender este concepto es importante darse cuenta de que TODAS las membranas sumergidas tienen un biofilm que debe gestionarse con el conocimiento que brinda la experiencia. Proactividad trabajando al servicio del cliente desde nuestros departamentos de E&M (Explotación y Mantenimiento), laboratorio de bioindicación y análisis, ingeniería de diseño, I+D.

La experiencia de AEMA en vertidos industriales, unida en esta planta depuradora a Waterleau (multinacional especialista en tecnología anaerobia), como socio tecnológico, prevé garantizar el resultado óptimo de este proyecto, tanto desde el punto de vista del sistema de depuración propuesto, como desde el punto de vista de la eficiencia energética, el aprovechamiento del exceso del biogás (calor) generado para la producción de fábrica y el calentamiento del vertido de la depuradora.

Luis Carlos Martínez Fraile (Director Técnico en Grupo AEMA)

Alicia Torres Fraile (Directora de I+D+i del Grupo AEMA y Directora Técnica en LABORATORIOS ALFARO)

Jorge Eduardo Rodríguez Rojo (Ingeniero Comercial. Gestor del proyecto La Zaragozana)

Depuradora de aguas residuales en el sector cervecero

Artículo técnico publicado en la revista FUTURENVIRO