Las empresas de agua y saneamiento se enfrentan a una presión creciente. El aumento de la población, las mayores cargas sobre las infraestructuras existentes y unos requisitos regulatorios y ambientales cada vez más exigentes —como los establecidos en la TARU (Directiva 2024/3019) — se suman a los objetivos de neutralidad energética y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).
El gran desafío es claro: ¿cómo aumentar la capacidad de tratamiento biológico de una planta sin ampliar su huella física, incrementar el consumo energético o elevar su huella de carbono?
Tradicionalmente, cuando una planta necesitaba más capacidad, la solución pasaba por construir nuevos reactores biológicos o aumentar la concentración de sólidos en suspensión del licor mezcla (MLSS). Sin embargo, ambas estrategias presentan importantes limitaciones. La construcción de nuevos reactores requiere inversiones elevadas, largos plazos de ejecución y una mayor huella de carbono. Por otro lado, aumentar el MLSS incrementa la carga de sólidos hacia los clarificadores secundarios, reduciendo la capacidad hidráulica de la planta y disminuyendo significativamente la eficiencia de transferencia de oxígeno, lo que se traduce en un mayor consumo energético.
La intensificación biológica propone una alternativa más inteligente. Mediante la modernización de la etapa biológica con procesos microbianos avanzados, permite que las plantas existentes traten mayores cargas, mejoren la eliminación de nutrientes y operen de forma más eficiente dentro de su huella actual.
Entre las tecnologías que hacen posible esta transformación destaca ZeeLung, el Reactor de Biopelícula Aireado por Membrana (MABR). Su principal ventaja es su simplicidad: los casetes ZeeLung se instalan directamente en los reactores existentes, sin necesidad de modificaciones estructurales ni interrupciones en la operación de la planta.
¿Cómo funciona ZeeLung MABR?
ZeeLung MABR ofrece una intensificación del proceso altamente eficiente a través de cuatro pasos clave:
Instalación en reactores existentes: Los casetes ZeeLung se sumergen directamente en el licor mezcla de los reactores biológicos ya existentes.
Crecimiento de la biopelícula: El medio ZeeLung favorece el crecimiento de una biopelícula que aumenta la cantidad de biomasa encargada de eliminar nutrientes, sin incrementar la concentración global de sólidos en suspensión.
Transferencia de oxígeno de alta eficiencia: El medio ZeeLung "respira": transfiere oxígeno a la biopelícula mediante difusión molecular, alcanzando una eficiencia muy superior a la aireación convencional y reduciendo hasta cuatro veces el consumo energético asociado.
Biopelícula contracorriente: Los contaminantes penetran en la biopelícula desde el licor mezcla, mientras que el oxígeno difunde desde la membrana. Dado que las moléculas de amonio son más pequeñas que las moléculas orgánicas, alcanzan más rápidamente las zonas ricas en oxígeno, favoreciendo de forma natural el crecimiento de bacterias nitrificantes y creando un entorno muy robusto para la nitrificación.
Principales beneficios
Con ZeeLung es posible aumentar hasta un 50 % la capacidad de tratamiento biológico utilizando el mismo volumen de reactor. Además, la tecnología permite reducir hasta cuatro veces el consumo energético asociado a la aireación y disminuir las emisiones de GEI y N₂O.
Para las plantas que requieren una intensificación aún mayor, ZeeLung MABR puede combinarse con el sistema de densificación zeeDENSE. Esta combinación utiliza una tecnología de densificación en continuo para maximizar el rendimiento tanto del biorreactor como del clarificador secundario.
Mediante el uso de hidrociclones para separar las fracciones de partículas densas y ligeras, zeeDENSE elimina selectivamente la biomasa más ligera y retiene la biomasa densa y con mejor capacidad de sedimentación. Como resultado, mejora la sedimentabilidad del fango, aumenta la capacidad hidráulica de los clarificadores y potencia la eliminación biológica de fósforo.
El potencial de combinar estas tecnologías queda claramente demostrado en la planta de tratamiento de aguas residuales de Bolton, en Reino Unido, que presta servicio a una población equivalente de aproximadamente 446.000 habitantes.
Ante un nuevo y estricto límite de amonio en el efluente de 2 mg/L, la planta existente de fangos activados convencionales, con una capacidad de 151 MLD, necesitaba ampliar en un 15 % su capacidad de tratamiento y reforzar su capacidad de nitrificación. En lugar de construir nuevas infraestructuras, la empresa optó por una estrategia de intensificación biológica. Los casetes ZeeLung se instalaron en los biorreactores existentes para aumentar la capacidad de nitrificación y garantizar el cumplimiento normativo. Al mismo tiempo, se implementó zeeDENSE para mejorar la sedimentación de los sólidos y aumentar la capacidad de los clarificadores.
¿El resultado? Un aumento del 15 % de la capacidad de tratamiento y una mejora estable del rendimiento de eliminación de amonio, todo ello dentro de la huella existente de la planta y en un corto plazo de ejecución, mientras la instalación continuaba operando con normalidad.
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Descarga aquí el caso estudio de Bolton.
A medida que Europa avanza hacia operaciones hídricas climáticamente neutras, las tecnologías capaces de aumentar la capacidad y reducir simultáneamente el consumo energético son cada vez más necesarias.
La intensificación biológica ya no es un concepto emergente: es una solución práctica y probada. Con ZeeLung® MABR y zeeDENSE®, puedes modernizar tu planta de fangos activados de forma económica y ambientalmente sostenible, con una estrategia sencilla para cumplir los requisitos regulatorios actuales y futuros.
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