Tesi doctoral d'lbert Galizia Amoraga: "Combining experimental and modelling approaches towards full-scale implementation for membrane bioreactor optimisation". Direcció: Dr. Joaquim Comas Matas, Dr. Hèctor Monclús Sales i Dr. Gaëtan Blandin
Els biorreactors de membrana (MBR) són una tecnologia
consolidada en el tractament d’aigües residuals urbanes, gràcies a la seva
elevada qualitat d’efluent i al seu disseny compacte. Tot i això, el seu
funcionament continua condicionat pels fenòmens d’embrutiment de les membranes
i pel consum energètic associat a l’aireig necessari per al control de la
filtració. Aquesta tesi doctoral aborda aquestes limitacions mitjançant un
enfocament integrat que combina caracterització experimental, estratègies avançades
de control i models basats en dades per optimitzar l’operació dels MBR a escala
real.
En primer lloc, s’analitza la metodologia experimental
utilitzada per avaluar la filtració. Es demostra que el flux-step test
convencional no és suficient per descriure l’estabilitat operativa, ja que no
considera la interacció entre el flux de permeat i la intensitat d’aireig. Per
aquest motiu, es proposa un assaig complementari d’esglaons d’aireig que permet
quantificar la demanda específica d’aireació i identificar condicions
operatives estables per al control de l’embrutiment reversible. Els resultats mostren
que membranes amb fluxos crítics similars poden presentar requeriments d’aireig
diferents.
La segona part de la tesi desenvolupa un sistema de control
basat en lògica difusa aplicat a un MBR a escala real. El sistema utilitza
mesures en línia de la pressió transmembrana i de l’evolució de l’embrutiment
per ajustar dinàmicament l’aireig i, en situacions desfavorables, limitar la
producció de permeat. La validació a escala real mostra una reducció de
l’embrutiment i del consum energètic en comparació amb l’operació convencional,
mantenint la robustesa del procés.
Finalment, s’avalua l’ús de models d’aprenentatge automàtic
per a la predicció de la pressió transmembrana, incorporant la quantificació de
la incertesa com a eina de suport al manteniment predictiu.
En conjunt, aquesta tesi contribueix al desenvolupament
d’estratègies més eficients, robustes i intel·ligents per a l’operació dels
biorreactors de membrana a escala real.
Lectura de la tesi: 29/05/2026 a l'Aula Magna de la Facultat de Ciències (informació extreta de l’Agenda activitats de la web Escola de Doctorat).
Notícies relacionades