Este proyecto de investigación tiene como principal objetivo estudiar la aplicación de los procesos de separación por membranas en tratamientos anaerobios de aguas residuales urbanas. Se estudiará la eliminación de materia orgánica en este tratamiento anaerobio y la eliminación de nutrientes (N y P) en un proceso posterior aerobio para obtener un efluente con una calidad suficiente que permita su reutilización. El esquema de tratamiento planteado permite la valorización de la materia orgánica presente en las aguas residuales. La mayor parte de dicha materia orgánica será transformada en el proceso anaerobio en biogás, que puede ser utilizado para la producción de energía. La materia orgánica restante se utilizará en el tratamiento aerobio posterior para la eliminación biológica de nutrientes.

La eliminación de la materia orgánica mediante procesos anaerobios presenta las siguientes ventajas en comparación con la eliminación mediante procesos aerobios: menor consumo energético al no ser necesaria la aireación, producción de biogás que puede ser utilizado en la producción de energía y minimización de la producción de fangos. Sin embargo, debido a la baja velocidad de los procesos anaerobios y a la imposibilidad de separar la biomasa por procesos de sedimentación, los tratamientos anaerobios requieren elevados volúmenes de reacción y se suelen operar elevando la temperatura del sistema (T ≥ 35ºC). Por este motivo, estos procesos anaerobios sólo se aplican en el tratamiento de corrientes con elevadas concentraciones de materia orgánica (digestión de fangos y tratamiento de aguas residuales industriales).

La experiencia en la utilización de membranas en tratamientos aerobios de aguas residuales ha demostrado que es posible conseguir una eficaz separación de la biomasa, un efluente de excelente calidad y aumentar el tiempo de retención celular sin aumentar el volumen del reactor. La utilización de procesos de separación por membranas en tratamientos anaerobios hará viable la aplicación de dichos tratamientos para la eliminación de la materia orgánica en aguas residuales urbanas.

Para evaluar la aplicabilidad a escala industrial de la tecnología propuesta en este proyecto, se realizará un estudio comparativo entre la tecnología propuesta y el resto de alternativas tecnológicas, tanto desde el punto de vista de rentabilidad económica como de sostenibilidad ambiental. La investigación de la aplicación de los procesos de separación por membranas en tratamientos anaerobios de aguas residuales urbanas se realizará desde los siguientes puntos de vista: estudio experimental a escala piloto, optimización del funcionamiento de dichos procesos, modelación de los procesos implicados, implementación del modelo en herramientas informáticas para facilitar su aplicación, calibración de los parámetros del modelo, estudio microbiológico, desarrollo e implementación de los algoritmos de control necesarios y estudios de viabilidad económica y sostenibilidad ambiental