Impacto de la suplementación pasiva de oxígeno bajo diversos regímenes en el proceso Biofiltración-NF

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Ambiental
• Tecnologías de Tratamiento de Agua
• Ciencia de Membranas

Sus antecedentes:

• Las membranas de nanofiltración (NF) son cruciales para el tratamiento de aguas superficiales, pero sufren de incrustación, ensuciamiento y declinación de flujo.
• La formación de subproductos de desinfección (DBP) es una preocupación importante en los procesos de tratamiento de agua.
• La biofiltración (BF) es un pretratamiento potencial para mitigar los desafíos de la NF.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la eficacia de la biofiltración a baja velocidad con suplementación pasiva de oxígeno como pretratamiento para la nanofiltración.
• Comparar el rendimiento de los sistemas de biofiltración descendente (BFd) y ascendente (BFu).
• Evaluar el impacto de la integración biofiltración-nanofiltración en la calidad del efluente, la incrustación de membranas y la formación de subproductos de desinfección.

Principales métodos:

• Se probaron dos configuraciones de biofiltración: descendente (BFd, óxico-anóxico) y ascendente (BFu, óxico-anóxico-óxico).
• Los sistemas se integraron con membranas de nanofiltración (NF90 y NF270).
• Los parámetros evaluados incluyeron la eliminación de carbono orgánico disuelto (DOC), la declinación de flujo, la absorbancia UV, el contenido de polisacáridos y proteínas, el potencial de formación de subproductos de desinfección (DBPFP) y la toxicidad.

Principales resultados:

• El sistema de biofiltración ascendente (BFu) logró una mayor eliminación de carbono orgánico disuelto (DOC) (69%) en comparación con el descendente (BFd, 65%) debido a una mejor biodegradación.
• Los sistemas BFu-NF exhibieron una menor declinación de flujo (5.6-5.21%) y una menor incrustación en comparación con los sistemas BFd-NF.
• El pretratamiento BFu redujo sustancialmente el DBPFP (10-19% más que BFd) y la toxicidad (hasta un 45% mayor reducción que BFd).

Conclusiones:

• La suplementación pasiva de oxígeno mediante biofiltración ascendente (BFu) es más eficaz que la descendente (BFd) para mejorar el rendimiento de la NF.
• La integración de BFu con NF mejora significativamente la calidad del agua, prolonga la vida útil de la membrana y minimiza la incrustación.
• La combinación BFu-NF ofrece una estrategia superior para reducir el potencial de formación de subproductos de desinfección y la toxicidad asociada en el tratamiento de aguas superficiales.