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2026.08

Tratamiento de aguas residuales municipales con MBR: guía de adaptación

15:58

Equipo de ingeniería de Banott | Ingeniería de tratamiento de aguas, Qingdao Banott Environmental Technology Co., Ltd. | Publicado/Actualizado: agosto de 2026

Una adaptación al sistema MBR sustituye la función de separación del clarificador secundario por módulos de membranas sumergidos instalados en el tanque de aireación existente o en un tanque reconvertido. La mayoría de las plantas municipales aumentan su capacidad y mejoran la calidad de los efluentes sin necesidad de nuevas obras de ingeniería civil, siempre que se comprueben previamente la profundidad del tanque, la capacidad de aireación y la gestión de los lodos.

Tratamiento de aguas residuales municipales con MBR: guía de adaptación

 

Qué cambios supone realmente la modernización de una membrana en la línea de producción

Hay que aclarar desde el principio un malentendido: una modernización del MBR no es una mejora biológica. El proceso biológico sigue siendo el mismo. Lo que cambia es la forma en que se separa el lodo en suspensión del agua tratada.

En una planta convencional, esa separación depende de la sedimentación de los lodos. La capacidad de sedimentación limita la cantidad de biomasa que puede albergar el tanque de aireación, ya que cualquier concentración superior a esa se desborda por el alero del clarificador. Las membranas eliminan ese límite. La separación pasa a ser una barrera física en lugar de un proceso por gravedad, por lo que el mismo volumen de tanque puede albergar una biomasa mucho más densa, y la nitrificación deja de estar limitada por la capacidad del clarificador.

Esto tiene tres consecuencias para una planta municipal que opera dentro de los límites de una parcela fija. La capacidad hidráulica puede aumentar sin necesidad de verter hormigón. Los sólidos en suspensión del efluente y la carga de patógenos se reducen hasta el nivel que imponga el tamaño de poro de la membrana, en lugar de al nivel que el clarificador consiga alcanzar esa semana. Y el propio clarificador queda libre para desempeñar otra función: igualación, almacenamiento de lodos o reserva.

La contrapartida surge de inmediato. La demanda de aireación aumenta, ya que el aire de lavado de membranas se suma al aire de proceso, en lugar de formar parte de él. Ese único hecho es lo que determina el éxito o el fracaso de la mayoría de los presupuestos de modernización.

Es el tanque el que determina el número de módulos, no el catálogo.

El cálculo de las dimensiones en una remodelación se realiza a la inversa que en un proyecto de nueva construcción. En una planta nueva, se elige un caudal de diseño y se construye un depósito que se adapte a él. En una remodelación, el depósito ya existe, y sus dimensiones determinan la superficie de membrana que se puede instalar físicamente en su interior.

Hay cuatro características de los tanques que determinan la respuesta:

  • Profundidad del agua lateral.Los módulos sumergidos necesitan una profundidad suficiente que cubra la altura del módulo, más el espacio libre por encima del colector de permeado y por debajo de la rejilla de aireación. Las cuencas antiguas y poco profundas suelen descartar los formatos de módulos más profundos.
  • Superficie disponible en planta para los casetes de membrana.Las membranas suelen ocupar una zona específica o un compartimento adaptado, no todo el tanque, ya que la zona aeróbica tiene que seguir desempeñando su función.
  • Cargas estructurales y acceso.Los casetes deben poder levantarse para su limpieza y sustitución. Un depósito al que no se pueda acceder con una grúa desde arriba convierte cada cambio de membrana en una parada de la planta.
  • Capacidad actual de los ventiladores y disposición de los difusores.La aireación es continua e independiente. Reutilizar los sopladores existentes sin comprobar su curva es una forma habitual de acabar con una instalación que funciona perfectamente durante la puesta en marcha y se ensucia al cuarto mes.
  • Ruta del lodo de retorno.La recirculación del licor mixto desde la zona de membranas de vuelta a la zona anóxica se produce a caudales que multiplican el caudal de entrada, para lo cual las bombas existentes nunca se diseñaron.

Una vez que se conocen estos datos, el área de la membrana se calcula a partir del caudal de diseño y del caudal hidráulico máximo que debe procesar la planta, y no a partir de una cifra media diaria. El caudal máximo en condiciones de lluvia intensa es el caso de dimensionamiento para las membranas, incluso cuando no lo es para el sistema biológico.

Cinco comprobaciones antes de fijar las medidas del telón»

Resuelve estas tareas por orden. Cada una tiene un resultado verificable, por lo que el expediente de licitación puede indicar cuáles se han cerrado.

  1. Establece por escrito la norma relativa a los efluentes.Indique la norma de vertido y los parámetros específicos que exige, incluidos aquellos que la membrana no puede cumplir por sí sola, como el nitrógeno total o el fósforo. Resultado: una tabla de límites de una página adjunta a la consulta.
  2. Describe las características del agua de entrada, incluyendo los días en los que la calidad es deficiente.Los valores medios de COD, BOD, TSS, amoníaco y temperatura constituyen el punto de partida; los datos que determinan el diseño son los valores máximos y la temperatura mínima en invierno. Resultado: un conjunto de datos correspondiente a doce meses, o bien una declaración documentada en la que se indique que no existen datos y que es necesario un programa de muestreo.
  3. Inspecciona el depósito tal y como está construido, no tal y como aparece en los planos.Medir la profundidad lateral del agua, las dimensiones interiores libres y los obstáculos existentes. Las instalaciones municipales más antiguas suelen diferir de sus planos. Resultado: un plano topográfico con anotaciones.
  4. Realiza el balance de aireación para el aire de proceso y el aire de limpieza de forma conjunta.Confirma si los sopladores existentes cubren ambas necesidades y calcula el coste del déficit antes de comparar el presupuesto de la membrana con otras alternativas. Resultado: un cálculo de la potencia necesaria de los sopladores con un margen especificado.
  5. Confirmar que el sistema de gestión de lodos puede hacer frente al nuevo volumen de producción y concentración.Una mayor concentración de biomasa modifica el comportamiento de deshidratación y la carga del espesador. Resultado: un balance de masa de lodos revisado.

Saltarse el paso 4 es la razón más habitual por la que una reforma se sale del presupuesto una vez que ya se ha realizado el pedido de la membrana.

Tratamiento de aguas residuales municipales con MBR: guía de adaptación

Datos sobre los módulos MBR de fibra hueca: lo que se ha publicado y qué hay que solicitar

La gama de sistemas MBR de fibra hueca de Banott se clasifica según el área efectiva de la membrana:

Modelo Superficie efectiva de la membrana Posicionamiento publicado
MBRIII3C 3 m² Sistemas compactos de tratamiento de aguas residuales
MBRIII10C 10 m² Tratamiento de aguas residuales, rendimiento de filtración estable
MBI120C 20 m² Sistemas de tratamiento de aguas residuales, rendimiento de filtración estable

En el caso de una remodelación municipal, la superficie por módulo es la cifra que permite convertir la superficie total de membrana necesaria en un número de casetes y, por lo tanto, en una disposición de los depósitos. Por sí sola, no es suficiente para presentar una oferta. Los siguientes parámetros no aparecen en las páginas de productos y deben solicitarse por escrito antes de que se cierre el diseño:

Parámetro a solicitar Por qué es necesario en el diseño de la rehabilitación
Material de la membrana y tamaño nominal de los poros Determina el comportamiento de rechazo y la compatibilidad química durante el CIP
Flujo de diseño y flujo máximo admisible Convierte el caudal hidráulico máximo en el área total necesaria
Rango de TMP de funcionamiento y umbral de alarma Establece el tiempo de funcionamiento de la bomba de permeado y el punto de activación por incrustaciones
Tasa de aireación de lavado por módulo Se introduce directamente en el cálculo de la potencia del ventilador de la comprobación 4
Dimensiones del módulo y del casete Determina si el módulo se adapta a la profundidad del depósito medida
Concentraciones de los productos químicos del CIP, frecuencia y tiempo de contacto Determina las dimensiones del sistema de dosificación de productos químicos y la carga de trabajo del operador
Vida útil prevista de la membrana y plazo de entrega para su sustitución Requisito para el apartado sobre el coste del ciclo de vida en la mayoría de las licitaciones municipales

Banott también fabrica chapas planas Módulos MBR de PVDF con soporte de lona de PET, con recorrido de fuera hacia dentro, en configuraciones compactas, integradas y estándar. Cuando la profundidad del tanque es limitada o el operador no está muy familiarizado con la manipulación de los casetes, el formato de hoja plana merece la pena incluirlo en la tabla comparativa, en lugar de optar por defecto por la fibra hueca, ya que esta es la opción más habitual en el ámbito municipal.

El equipo de ingeniería de tratamiento de aguas de Banott cuenta con casi 20 años de experiencia profesional en membrana de ultrafiltración Se ofrece tecnología de separación y su aplicación ingenieril, así como asesoramiento previo a la venta sobre el proceso, que abarca la selección del tipo de membrana y el cálculo de la superficie necesaria, basándose en los datos de calidad del agua facilitados. Dicho asesoramiento constituye la vía práctica para determinar los parámetros mencionados anteriormente.

Por qué el suministro municipal de membranas llega por lotes

Un pedido de membranas a escala municipal rara vez se realiza en un solo envío, y tratarlo como tal genera un riesgo evitable en cuanto a los plazos.

Las cortinas de membrana para una planta de gran tamaño se fabrican y suministran en lotes sucesivos. Para un contratista EPC, esto suele suponer una ventaja más que una limitación, ya que la instalación, la preparación de los depósitos y la puesta en marcha también se llevan a cabo zona por zona. Las membranas que llegan meses antes de que el depósito esté listo permanecen almacenadas, y el almacenamiento de los módulos de membrana conlleva unas condiciones específicas —humedad, temperatura y gestión de la solución conservante— que una obra no está preparada para mantener.

Qué hay que establecer en el contrato:

  • El número de lotes y la cantidad de cada uno
  • El desencadenante de cada liberación de lote, vinculado a un hito de la construcción en lugar de a una fecha del calendario
  • Requisitos de almacenamiento y quién es responsable de ellos entre la entrega y la instalación
  • Fecha de inicio de la garantía, que debe contarse a partir de la puesta en servicio de cada zona, y no a partir de la fecha de la primera entrega

Este último punto se negocia con mucha menos frecuencia de lo que debería, y supone, de forma silenciosa, que varios meses de la garantía pasan del propietario al almacén de la tienda.

Cuando las reformas salen mal: dos suposiciones que conviene descartar desde el principio

“La membrana retendrá los nutrientes”.” No será así. Una membrana es una barrera de separación. La eliminación total del nitrógeno sigue dependiendo del volumen anóxico, la relación de recirculación y el carbono disponible para la desnitrificación. El fósforo sigue dependiendo de la absorción biológica o de la dosificación química. Las adaptaciones diseñadas partiendo del supuesto de que la instalación de membranas conlleva automáticamente unos límites más estrictos en todos los parámetros tienden a cumplir holgadamente los requisitos de sólidos en suspensión y turbidez, pero no los parámetros de nutrientes que motivaron la mejora en primer lugar. La membrana hace posible que el proceso biológico funcione a una mayor concentración de biomasa; no realiza el trabajo del proceso biológico.

“El cribado fino es opcional a esta escala”.” Es todo lo contrario. Los residuos de pelo, fibras y trapos que una planta convencional envía sin problemas al clarificador se enredan alrededor de las fibras huecas y reducen la capacidad de permeado en cuestión de semanas. Las aguas residuales municipales, especialmente las procedentes de alcantarillados mixtos, contienen una cantidad mucho mayor de estos residuos que las aguas residuales industriales. El cribado fino en la fase previa, con una abertura estrecha, es un dispositivo de protección de la membrana, y su coste debe incluirse en el presupuesto de adaptación desde el primer día, en lugar de aparecer después de que el primer ciclo de limpieza resulte decepcionante.

Un caso especial que merece la pena destacar por separado: las plantas que reciben un volumen significativo de efluentes industriales en la red de alcantarillado municipal deberían caracterizar esa fracción de forma independiente. Los aceites, las grasas y ciertas cargas de tensioactivos modifican el comportamiento de la acumulación de sedimentos de formas que un perfil medio de las aguas de entrada municipales no permite detectar.

Modernización del sistema MBR frente a otras opciones de mejora

En comparación con las dos vías convencionales para alcanzar un límite de vertido municipal más estricto, la adaptación a un sistema MBR sacrifica la complejidad operativa a cambio de terreno.

Dimensión Adaptación del sistema MBR en un depósito ya existente Ampliación de la capacidad mediante nuevas construcciones Se ha añadido una filtración terciaria en la fase posterior
Necesidades de terreno Ninguna más allá del espacio ya ocupado Se requiere una nueva parcela o una ampliación de la parcela Aumento moderado de la huella ecológica
Obras públicas Modificación del depósito, limitada Sustancial Moderado
Comportamiento de los sólidos y los patógenos en los efluentes Con barrera de membrana Determinado por el rendimiento del clarificador Mejorado, pero sigue dependiendo del clarificador
Concentración de biomasa que se puede alcanzar Nivel alto; el clarificador ya no supone un limitante Sin cambios Sin cambios
Energía de aireación Aumentos, aire de limpieza añadido Escalas con volumen añadido Sin cambios significativos
Requisitos de cualificación del operador Control de niveles, CIP y TMP De forma similar a los ya existentes Ligeramente superior
Consumibles Sustitución de membranas, productos químicos para CIP Mínimo Materiales filtrantes, productos químicos
Factores típicos que influyen en la toma de decisiones No hay terrenos disponibles Terrenos disponibles y baratos Solo un ligero endurecimiento de los límites

Las generalizaciones a nivel de categoría que se extraen de la documentación de los proveedores suelen presentar la primera columna como la opción inequívocamente mejor. Es la mejor opción cuando el terreno es la limitación determinante y cuando la organización operadora puede hacerse cargo del mantenimiento de las membranas. Cuando una planta dispone de terreno libre, un clarificador existente que cumple con los requisitos y un equipo de operaciones con poco personal, la segunda o la tercera columna pueden ser la recomendación más acertada.

Tratamiento de aguas residuales municipales con MBR: guía de adaptación

Cuánto cuesta y qué se puede presupuestar hoy

Banott no publica los precios de venta de los módulos de membrana MBR ni de los módulos en contenedor plantas de tratamiento de aguas residuales. El presupuesto para una remodelación municipal se emite previa solicitud, y dicha solicitud debe incluir los datos del afluente, la norma de efluente a la que se pretende cumplir, el informe técnico de los depósitos y la capacidad necesaria para poder ofrecer algo más preciso que un rango. Existe información publicada sobre la capacidad de la gama de pequeñas máquinas de ósmosis inversa (RO), que oscila entre 300 y 3.000 GPD, y las membranas de RO industriales se ofrecen en los formatos estándar 4040 y 8040, pero ninguna de estas líneas de productos tiene un precio de catálogo.

A efectos presupuestarios, desglose el coste de la remodelación en cuatro partidas en lugar de una sola: los módulos y casetes de membrana, los trabajos de aireación y soplantes, la mejora del tamizado fino y el alcance mecánico y eléctrico, que incluye las bombas de permeado, las bombas de recirculación, la dosificación CIP y los controles. Las ofertas que solo cubran la primera partida parecerán atractivas, pero no superarán la evaluación de la licitación.

Sobre la certificación: en una licitación municipal, la documentación de certificación suele ser un requisito imprescindible más que un criterio de preferencia, por lo que se debe solicitar por escrito al proveedor que presente las certificaciones específicas de las que disponga y adjuntarlas a la oferta. No se deben incluir en el pliego de condiciones de una licitación afirmaciones sobre certificaciones extraídas de una página web sin disponer del certificado correspondiente.

Lista de comprobación para la entrega del expediente de licitación

Antes de enviarlo, comprueba que el archivo contenga:

  • Tabla firmada de caracterización de los afluentes y límites de los efluentes
  • Ficha técnica de la membrana con información sobre el material, el tamaño de los poros, el flujo de diseño y el rango de TMP
  • Cálculo de la aireación en el que se muestran por separado el aire de proceso y el aire de lavado
  • Plano de inspección del depósito con disposición de los casetes
  • Calendario de entregas por lotes vinculado a las fases clave de la construcción
  • Protocolo CIP con tipos de productos químicos, concentraciones y frecuencia
  • Declaración sobre los plazos de suministro y la disponibilidad de las membranas de recambio
  • Documentos de certificación de proveedores

Si hay alguna posición abierta, ciérrala antes de que se fije el precio, en lugar de hacerlo después.

PREGUNTAS FRECUENTES

P: ¿Se puede llevar a cabo una modernización del sistema MBR sin tener que detener la planta?

R: Normalmente por etapas, si la planta cuenta con más de una línea de tratamiento o con un depósito que se pueda aislar. Las plantas de una sola línea sin derivación suelen necesitar capacidad de tratamiento temporal o una parada programada acordada con el organismo regulador. Esta es una cuestión que debe resolverse durante la inspección de los depósitos, no después de realizar el pedido de membranas.

P: ¿Qué superficie de membrana necesita una planta municipal?

R: Se calcula a partir del caudal hidráulico máximo dividido por el flujo de diseño, y este último depende de la temperatura, las características del agua de entrada y la propia membrana. Dado que el flujo de diseño no se publica para la gama de MBR de fibra hueca, no es posible estimar la superficie basándose únicamente en la lista de modelos. Envíe los datos de caudal y calidad del agua para el dimensionamiento.

P: ¿Se va a derribar el clarificador actual?

R: Rara vez. Lo más habitual es que se reutilice para la ecualización de caudales, el almacenamiento de lodos o que se mantenga como capacidad de reserva. La reutilización resulta más económica que la demolición y resulta útil durante una construcción por fases.

P: ¿Cuál es el precio de un módulo de membrana MBR?

R: No se ha publicado. Los precios se facilitan previa solicitud, en función de la capacidad del proyecto, la superficie de la membrana y la configuración.

P: ¿Fibra hueca o lámina plana para una remodelación municipal?

R: Depende principalmente de la profundidad disponible del depósito, del grado de ensuciamiento del agua de entrada y de la cantidad de limpieza que el equipo de operaciones pueda llevar a cabo de forma realista. Ambos formatos se fabrican internamente, por lo que la comparación puede basarse en criterios técnicos, en lugar de en lo que un proveedor tenga en stock en ese momento.

P: ¿Qué ocurre si las membranas se ensucian más rápido de lo previsto?

R: La capacidad de permeado disminuye y la TMP aumenta, lo que suele indicar un suministro de aire de limpieza inadecuado, un filtrado fino insuficiente o un cambio en el afluente que el diseño no había previsto. Estos tres factores pueden diagnosticarse a partir de los registros de funcionamiento, por lo que el registro de la TMP y del flujo debe especificarse como parte del alcance del control desde la puesta en marcha.

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