Optimizing the operational conditions of a membrane bioreactor used for domestic wastewater treatment

Abstract

This study evaluated the performance of a sidestream membrane module combined with an aeration system for the treatment of municipal wastewater. To investigate the membrane's behavior and to control fouling, trials in laboratory units were conducted. In these tests, optimal values were established for some operational parameters, such as crossflow velocity, transmembrane pressure and air supply to continuously flush the membrane surface. Air supply improved the behavior of the permeate flux over time. After six hours operation, the stabilized flux was 35 L/m².h at a total pressure of 0.40 bar (wastewater pressure of 0.05 bar and air pressure of 0.35 bar) and Reynolds Number of 4,600. All permeate samples analyzed indicated absence of fecal coliform and Escherichia coli.Biorreatores com membrana para retenção de sólidos consistem em processos biológicos acoplados a módulos de membranas de microfiltração ou ultrafiltração. O presente estudo avaliou o desempenho de um módulo de membranas, combinado a um sistema de aeração, para o tratamento de esgoto doméstico. Com o objetivo de investigar o comportamento das membranas e minimizar os efeitos do "fouling", foram realizados testes em unidades em escala de laboratório, nos quais foram estabelecidos valores ótimos para alguns parâmetros operacionais, como velocidade tangencial no módulo, pressão transmembrana e vazão de ar inserida na linha de alimentação do módulo. Com a inserção de ar foi possível controlar melhor o comportamento do fluxo permeado ao longo do tempo. Após seis horas de operação, o fluxo se manteve em torno de 35 L/m².h para uma pressão total de 0,40 bar (pressão gerada pelo esgoto de 0,05bar e pelo ar de 0,35 bar) e Reynolds de 4.600. Todas as análises das amostras do permeado indicaram ausência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli.

Keywords

• Membrane bioreactor
• reuse
• wastewater treatment
• membranes