10:22 Equipo de ingeniería de Banott | Ingeniería de procesos y sistemas de membranas, Qingdao Banott Environmental Technology Co., Ltd. | Publicado: 21 de agosto de 2026
El tratamiento de aguas residuales mediante el sistema MBR combina los lodos activados con la filtración por membranas en lugar de un clarificador secundario. La membrana retiene toda la biomasa, por lo que el depósito funciona con un MLSS más elevado en un espacio más reducido y produce un efluente con un bajo contenido en TSS. A cambio, se incurre en un mayor gasto energético para la aireación, mano de obra para la limpieza y costes de sustitución de las membranas.
Tratamiento de aguas residuales mediante MBR: cómo funciona y cuándo es adecuado
Una planta biológica convencional separa el agua tratada de los lodos por gravedad. Los lodos se sedimentan en un clarificador, el agua limpia fluye por encima del alero y los lodos sedimentados se devuelven al tanque de aireación. Esa etapa de separación es el cuello de botella de toda la planta: el clarificador tiene que ser grande, los lodos deben sedimentarse bien y, cuando no lo hacen —por un aumento de lodos filamentosos, una oscilación de temperatura o una carga de choque—, los sólidos salen con el efluente y no se respeta el límite de vertido.
Un sistema MBR prescinde del clarificador y, en su lugar, hace pasar el agua a través de una membrana. La separación se detiene en función del comportamiento de los lodos y se inicia en función del tamaño de los poros. La biomasa no puede escapar, independientemente de sus características de sedimentación.
Todo lo demás que se dice sobre el MBR se deriva de esa única sustitución:
Ese último punto es el que los proveedores suelen pasar por alto, y es precisamente el que un director de operaciones debería leer en primer lugar.
En un entorno sumergido MBR: los módulos de membrana se sitúan directamente en el tanque de aireación o en un tanque de membranas específico alimentado desde este. Una bomba de permeado extrae el agua a través de la membrana desde el exterior hacia el interior, reteniendo la biomasa, los sólidos en suspensión y la mayor parte de los coloides. La fuerza motriz es una pequeña presión negativa en el lado del permeado, que se mide como presión transmembranaria.
El aire se impulsa de forma continua a lo largo de la superficie de la membrana. Este aire de limpieza no tiene como finalidad suministrar oxígeno a los microorganismos, aunque parte de él sí lo hace; su función es evitar que se forme una capa de sedimentos en la superficie de la membrana. El aire de limpieza es una función del soplador independiente de la aireación del proceso, y es la principal razón por la que el consumo energético de los MBR es superior al de una planta convencional.
Periódicamente, la bomba de permeado invierte brevemente su sentido de giro, haciendo pasar el agua filtrada de nuevo a través de la membrana para eliminar la capa de incrustaciones. Este ciclo de relajación y retrolavado se encarga de las incrustaciones reversibles. Lo que no se elimina se va acumulando, la presión transmembrana (TMP) aumenta y, al alcanzar un umbral determinado, los módulos se someten a una limpieza química.
En la mayoría de las plantas coexisten dos sistemas de limpieza:
La frecuencia de cada una de ellas viene determinada por el agua de entrada, no por la marca de la membrana. Cualquier proveedor que indique un intervalo de limpieza sin preguntar por el agua de entrada está dando una cifra correspondiente a otra planta.
La huella es la razón por la que la mayoría de los responsables se fijan en el MBR, y la ventaja es real. Al eliminar el clarificador y funcionar con un MLSS elevado, se reduce el volumen del reactor biológico necesario para la misma carga.
Las plantas convencionales de lodos activados suelen diseñarse en función de una concentración del licor mezclado (MLSS) del orden de unos pocos miles de mg/L, ya que el clarificador establece un límite máximo para lo que puede sedimentarse. Los diseños MBR suelen funcionar con concentraciones varias veces superiores, ya que no es necesario que nada se sedimentara. Pide a tu diseñador de procesos que especifique la MLSS que se asume en el diseño, ya que esa hipótesis determina tanto el volumen de depósito que se ahorra como la energía de aireación que se consume. Un diseño en el extremo superior del rango te permite ahorrar más superficie útil, pero te cuesta una mayor eficiencia en la transferencia de oxígeno, ya que un lodo mixto más denso transfiere el oxígeno con menor facilidad. Ambos efectos están relacionados, y una propuesta que destaque la ventaja en cuanto a superficie ocupada sin tener en cuenta la pérdida de eficiencia en la aireación no ha sido calculada en su totalidad.
Existe un segundo efecto de huella que recibe menos atención y que, a menudo, resulta más valioso en una remodelación. Dado que el proceso ya no necesita un clarificador, un tanque de aireación ya existente puede, en ocasiones, absorber un aumento de capacidad in situ, dentro de los límites de la parcela existente y sin necesidad de ampliar la estructura de hormigón. Para una planta rodeada por una valla, eso suele constituir la base de todo el estudio de viabilidad.
| Línea de costes | Cómo se comporta en un MBR | Qué hay que solicitar en un presupuesto |
| Aireación del proceso | Es mayor que la convencional por unidad de carga, ya que la eficiencia de transferencia de oxígeno disminuye a medida que aumenta la MLSS. | El factor alfa se ha fijado, en el MLSS de diseño, en un valor no genérico |
| Aire de lavado de la membrana | Un modo de funcionamiento adicional y continuo del ventilador, sin equivalente convencional | Caudal de aire de lavado, ya sea continuo o cíclico, y los kW conectados |
| Bombeo de permeado | Pequeño en comparación con la aireación, pero continuo | Diseño del TMP y el TMP en el que se considera que la planta necesita una limpieza |
| Productos químicos de limpieza | El consumo continuo de hipoclorito y ácido, además del trabajo que conlleva cada limpieza | Frecuencia y dosis de limpieza de mantenimiento previstas, y lo mismo para la limpieza de recuperación |
| Sustitución de la membrana | Una línea de capital que se repite, a diferencia de un clarificador | La vida útil indicada de la membrana, el régimen de limpieza previsto y el precio del módulo en el que se basa su sustitución años más tarde |
| Gestión de lodos | La producción de lodos es menor cuando se prolonga el tiempo de retención de los lodos, pero estos suelen ser más difíciles de deshidratar. | Cantidad de lodos residuales y la hipótesis de deshidratación en la que se basa |
| Selección | El cribado fino es obligatorio, no opcional, y requiere un mantenimiento específico. | Apertura de la malla exigida por el proveedor de la membrana, y quién es el responsable si es inferior a la especificada |
En comparación con las plantas convencionales basadas en clarificadores, en las que el coste se concentra en las obras civiles y el terreno, el sistema MBR desplaza el gasto hacia la energía, los productos químicos y la sustitución periódica de los módulos. En comparación con los sistemas de película fija de la misma categoría, que conllevan una menor carga de limpieza, el MBR garantiza la uniformidad del efluente y un menor impacto ambiental a cambio de esa gestión continua de las membranas. Ninguna de las dos opciones es intrínsecamente mejor; se adaptan a plantas diferentes, y el factor decisivo suele ser si la instalación dispone de espacio y de personal de operación.
Esta es la sección que la mayoría de las páginas de productos omiten. Si alguna de las siguientes características describe tu planta, se debería argumentar cuidadosamente a favor de un MBR, en lugar de darlo por sentado.
El afluente contiene grasas y aceites que no se eliminan en las etapas previas. El aceite y la grasa libres recubren las superficies de las membranas y no son eliminados ni por el aire de limpieza ni por el retrolavado. La limpieza química restaura parcialmente el flujo, pero este vuelve a disminuir rápidamente. La solución es la separación en la etapa anterior; si dicha etapa no está incluida en el alcance ni en el presupuesto del proyecto, el sistema MBR no funcionará según lo previsto.
Su flujo es intermitente o muy estacional. Las membranas deben mantenerse húmedas y el sistema biológico necesita un suministro constante de nutrientes. Una planta que funciona un turno al día, o cinco meses al año, impone requisitos de espera, conservación y reinicio que aumentan la complejidad operativa. Es posible diseñarla para ello, pero la complejidad debe valorarse antes de la selección, no descubrirse después.
Tu límite de vertido no lo exige. Si una planta convencional bien gestionada y con margen de ampliación cumple los requisitos del permiso, un sistema MBR supone un coste operativo adicional para lograr una calidad de efluente que nadie exige. La situación cambia si se prevé la reutilización, ya que el permeado del MBR es una materia prima adecuada para una Etapa de ósmosis inversa mientras que el efluente secundario convencional no lo es.
No dispones de personal para el régimen de limpieza. La limpieza de mantenimiento es una tarea programada que implica la manipulación de productos químicos y sigue un procedimiento definido. Las plantas que la omiten durante unos meses llegan a un punto en el que las membranas no se recuperan por completo. Si la planta cuenta con un solo técnico de servicios que se encarga de varios sistemas, sé sincero al respecto durante el proceso de selección, en lugar de después.
El efluente contiene sustancias que atacan la membrana o el sistema biológico. Disolventes, altas concentraciones de oxidantes, partículas abrasivas o una masa tóxica que destruye la biomasa. La membrana resiste algunas de estas sustancias y otras no, y el sistema biológico suele ser el más frágil de los dos. Hay que caracterizar el peor de los casos en el efluente, no el valor medio.
Un sexto caso se sitúa en el límite. Orgánico de resistencia muy alta aguas residuales pueden tratarse mediante procesos biológicos, pero la demanda de oxígeno puede hacer que la aireación sea el coste principal, independientemente del método de separación. En esos cauces, la verdadera cuestión es si el pretratamiento anaeróbico debe situarse aguas arriba, y la elección del sistema MBR debería posponerse hasta que se resuelva esa cuestión.
Tratamiento de aguas residuales mediante MBR: cómo funciona y cuándo es adecuado
Ambas configuraciones cumplen la misma función. Las diferencias que afectan al responsable de operaciones son el comportamiento de limpieza y la densidad de empaquetamiento.
| Dimensión | Fibra hueca | Lámina plana |
| Densidad de empaquetamiento | Mayor superficie de membrana por volumen de depósito, por lo que se necesita un depósito de membrana más pequeño para el mismo flujo | Menor superficie por volumen, por lo que se dispone de más espacio en el depósito para la misma carga útil |
| Comportamiento con el pelo y la fibra | Más propenso a que se formen puentes entre las fibras; los requisitos de tamizado fino son más estrictos | El espacio entre las placas permite una mayor presencia de material fibroso. |
| Limpieza física | Las fibras pueden resultar dañadas si se manipulan de forma brusca durante la inspección. | Las placas se pueden lavar a mano entre un panel y otro. |
| Acumulación de sedimentos en el módulo | Es necesario prestar atención a la distribución de la erosión a lo largo del haz | Los canales entre las placas son más visibles y más fáciles de comprobar |
| Manejo de módulos | Más ligero por unidad de superficie, más fácil de levantar | Son conjuntos más pesados, pero las láminas individuales se pueden sustituir |
| Ajuste estándar | Caudales mayores en los que el espacio disponible es determinante | Plantas de tamaño pequeño y mediano, y aguas de entrada problemáticas en las que el acceso para la limpieza es fundamental |
En el caso de una planta con una gran capacidad de retención y un caudal de entrada estable, suele imponerse la mayor densidad de empaquetamiento de la fibra hueca. Si el influente es problemático, el equipo operativo es reducido o se trata de una instalación en la que, en la práctica, los módulos se limpiarán a mano, la lámina plana reduce el riesgo operativo, aunque ocupe más volumen en el depósito.
| Producto | Configuración | Superficie efectiva de la membrana | Material y flujo |
| MBRIII3C | Fibra hueca, sumergida | 3 m² | Sin publicar |
| MBRIII10C | Fibra hueca, sumergida | 10 m² | Sin publicar |
| MBI120C | Fibra hueca, sumergida | 20 m² | Sin publicar |
| Módulo MBR compacto de placa plana | Lámina plana, sumergida | Sin publicar | Membrana de PVDF con soporte de tela de PET, flujo de fuera hacia dentro |
| Módulo MBR integrado de lámina plana | Lámina plana, estructura modular integrada | Sin publicar | Membrana de PVDF con soporte de tela de PET, flujo de fuera hacia dentro |
| Módulo MBR de lámina plana | Lámina plana, configuración estándar | Sin publicar | Membrana de PVDF con soporte de tela de PET, flujo de fuera hacia dentro |
El tamaño de los poros, el flujo de diseño, el rango de TMP de funcionamiento, el caudal de aire de limpieza, las dimensiones de los módulos, el protocolo CIP y la vida útil prevista de la membrana no se publican para ninguna de las dos series, sino que se facilitan previa solicitud en función de un análisis de afluente especificado. Los precios se establecen mediante presupuesto; no se publica ningún precio de catálogo para los módulos MBR.
El enfoque de diseño que defiende Banott parte de los datos de afluente del cliente y de la norma de efluente requerida, en lugar de basarse en el número de modelo de un catálogo, y la empresa describe a su equipo de ingeniería de tratamiento de aguas como un grupo con casi dos décadas de experiencia en tecnología de separación por membranas y aplicaciones de ingeniería. Para un responsable en la fase de preselección, la aplicación práctica de todo ello es sencilla: enviar el análisis del agua de entrada y el límite de vertido, y solicitar por escrito las hipótesis de aireación y depuración junto con la selección de módulos.
Tratamiento de aguas residuales mediante MBR: cómo funciona y cuándo es adecuado
Los proveedores que reciben todas estas propuestas de devolución pueden compararlas. Los proveedores que solo reciben un volumen de propuestas de devolución presentan propuestas que difieren principalmente en el grado de optimismo de sus hipótesis.
R: En general, sí, y la diferencia se debe a dos factores: el aire de arrastre continuo a través de la membrana, que no tiene equivalente convencional, y la menor eficiencia en la transferencia de oxígeno a concentraciones más elevadas de licor mezclado. La magnitud de la diferencia depende del MLSS de diseño y de la estrategia de arrastre, por lo que ambos aspectos deben especificarse en el presupuesto en lugar de tratarse en términos generales.
R: Cualquier cifra que se facilite sin un programa de limpieza asociado no es válida. La vida útil de la membrana depende de la frecuencia de limpieza, la concentración de productos químicos, las características del agua de entrada y el grado de cumplimiento del programa de mantenimiento. Solicita que la cifra de vida útil se facilite junto con el programa de limpieza en el que se basa, y considera dicho programa como parte de las condiciones de la garantía.
R: A menudo, y la reconversión es uno de los argumentos más sólidos a favor del MBR, ya que utiliza el hormigón ya existente. Lo que hay que añadir es un sistema de cribado fino, una disposición de tanques de membrana, sopladores de lavado, equipos de permeado y retrolavado, y un sistema de limpieza. Lo que hay que comprobar es si la capacidad de los sopladores existentes y la geometría de los tanques se adaptan a la nueva función.
R: Es una alimentación adecuada para una línea de reutilización, y el motivo es que presenta un contenido de sólidos en suspensión totales (TSS) bajo y estable. Que sea directamente reutilizable depende de lo que se necesite eliminar. Las sales disueltas atraviesan un MBR, por lo que las aplicaciones de reutilización con requisitos de conductividad necesitan una etapa de ósmosis inversa (RO) posterior, en la que el MBR actúa como pretratamiento.
R: Más fina que en una planta convencional, y este requisito lo establece el proveedor de membranas, no la práctica habitual. Las configuraciones de fibra hueca suelen ser más estrictas que las de lámina plana. Un tamizado con mallas demasiado pequeñas es una de las causas más comunes de problemas prematuros en las membranas, y resulta más económico corregirlo en la fase de diseño que durante el funcionamiento.
R: Superficie efectiva de la membrana para los módulos de fibra hueca de 3, 10 y 20 m², y PVDF con soporte de PET en modo de flujo de fuera hacia dentro para los módulos de lámina plana. El tamaño de los poros, el flujo de diseño, el rango de TMP, el caudal de aire de lavado, las dimensiones y el protocolo de CIP se facilitan previa solicitud, en función de un análisis de afluente especificado.
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