CASO DE ÉXITO: PTAR compacta con MBR para fabricante farmacéutico
Perfil del Cliente
Ubicación: México
Sector: : Industria farmacéutica y de cuidado de la salud.
Instalación: Planta de producción con generación continua de aguas residuales procedentes de procesos de fabricación, limpieza de equipos y servicios auxiliares, con necesidad de una solución compacta, automatizada y capaz de garantizar una elevada calidad del agua tratada.
EL DESAFIO
La planta requería una solución de tratamiento biológico avanzada que permitiera gestionar de forma eficiente los efluentes generados durante la producción farmacéutica, garantizando una calidad constante del agua tratada y minimizando los requerimientos de espacio.
El proyecto debía ofrecer:
- Alta eficiencia en la eliminación de materia orgánica.
- Operación estable frente a variaciones de caudal y carga contaminante.
- Reducción de la generación de lodos.
- Automatización completa del proceso.
- Facilidad de operación y mantenimiento.
- Posibilidad de ampliación modular futura.
Además, era necesario disponer de una tecnología capaz de producir un efluente de alta calidad mediante separación física por membranas, evitando los problemas habituales asociados a clarificadores secundarios convencionales.
OBJETIVOS DEL PROYECTO
El cliente definió cinco objetivos prioritarios:
- Garantizar una elevada calidad del agua tratada mediante tecnología de membranas.
- Minimizar la huella de implantación de la planta.
- Reducir la producción de lodos biológicos.
- Automatizar completamente la operación del sistema.
- Facilitar las labores de mantenimiento mediante sistemas de limpieza integrados.
- Disponer de una solución robusta y preparada para futuras ampliaciones.
DATOS TÉCNICOS
Tras analizar los requerimientos del proyecto, Sigma diseñó una solución compuesta por dos reactores biológicos de membranas SMBR100 con las siguientes características:
- Tecnología: SMBR (Submerged Membrane Biological Reactor)
- Número de unidades: 2 equipos SMBR100
- Material constructivo: Acero inoxidable AISI 304
- Potencia instalada: 12–15 kW por unidad
- Alimentación eléctrica: 220 V / III / 60 Hz
- Membranas por equipo: 2 módulos FS100
- Superficie total de membranas: 160 m² (80 m² por módulo)
- Soplante de membranas: 120 m³/h
- Soplante de aireación: 312 m³/h
- Bomba de permeado: 4,8 m³/h
- Difusores de burbuja fina EPDM
- Sistema CIP automático para limpieza de membranas
- Control mediante PLC Siemens S7-1200 y HMI Siemens KTP700
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
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Reactor Anóxico
El tratamiento comienza en una cámara anóxica equipada con agitador de funcionamiento continuo, diseñada para garantizar una mezcla homogénea del licor mezcla y favorecer los procesos biológicos previos a la aireación.
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Reactor Biológico SMBR
El núcleo del sistema está formado por reactores biológicos de lodos activos aerobios con tecnología de membranas sumergidas.
La aireación aporta el oxígeno necesario para que los microorganismos degraden la materia orgánica presente en el agua residual, manteniendo simultáneamente una mezcla homogénea dentro del reactor.
Gracias a la utilización de membranas de ultrafiltración, la concentración de biomasa puede alcanzar valores entre 6.000 y 12.000 mg/L, muy superiores a los obtenidos en sistemas convencionales.
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Sistema de Membranas Sumergidas
La separación sólido-líquido se realiza mediante membranas planas Kubota instaladas directamente dentro de la cámara de aireación.
El sistema permite:
- Retención completa de la biomasa.
- Eliminación prácticamente total de sólidos suspendidos.
- Producción de un efluente de calidad constante.
- Operación estable frente a variaciones de carga.
El permeado es extraído mediante bombas autoaspirantes mientras que la biomasa permanece dentro del reactor para continuar el proceso biológico.
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Sistema Automático de Filtración
La operación de las membranas se realiza mediante ciclos automáticos de filtración y descanso.
El sistema incorpora:
- Modos de operación normal, baja carga y alta carga.
- Ajuste automático de caudales según el nivel del reactor.
- Control continuo de presión transmembrana.
- Secuencias automáticas de lavado por aire.
- Gestión inteligente de alarmas y seguridad.
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Limpieza Automática CIP
Para garantizar el rendimiento a largo plazo de las membranas, la instalación incorpora un sistema CIP automático capaz de realizar limpiezas químicas con:
- Ácido cítrico.
- Hipoclorito sódico.
Las limpiezas se activan automáticamente cuando los parámetros operativos indican ensuciamiento de membranas, manteniendo la máxima eficiencia de filtración.
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Gestión de Lodos
El sistema incorpora recirculación continua de biomasa y purgas automáticas controladas por caudal y nivel, optimizando la edad del fango y reduciendo significativamente la producción de lodos respecto a tecnologías convencionales.
SERVICIOS INCLUIDOS
El proyecto fue desarrollado bajo una metodología integral que incluyó:
- Ingeniería de proceso.
- Fabricación de los reactores SMBR.
- Suministro de membranas Kubota.
- Sistema CIP para limpieza automática.
- Automatización PLC Siemens.
- Interfaz HMI para operación local.
- Documentación técnica.
- Manuales de operación y mantenimiento.
- FAT (Factory Acceptance Test).
- Puesta en marcha y capacitación de operadores.
BENEFICIOS OPERATIVOS
- Elevada eliminación de materia orgánica mediante tecnología SMBR.
- Calidad de agua tratada constante y estable.
- Menor ocupación de espacio respecto a sistemas convencionales.
- Retención total de biomasa mediante ultrafiltración.
- Reducción significativa de la producción de lodos.
- Operación totalmente automatizada mediante PLC y HMI.
- Limpieza automática de membranas mediante sistema CIP.
- Menores costes de operación y mantenimiento.