Nanofiltración sumergida para reducir químicos orgánicos traza en aguas residuales tratadas convencionalmente

Las plantas municipales convencionales de tratamiento de aguas residuales (PTAR) reciben una variedad de químicos orgánicos traza como productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCPs), y químicos de control de plagas (PCCs), pero no están diseñadas específicamente para su remoción. Debido a preocupaciones de salud y ecológicas, se consideran tratamientos avanzados como la nanofiltración (NF). Sin embargo, la NF presurizada convencional requiere un pretratamiento costoso y alta presión. La novedosa NF sumergida (SNF) ofrece una alternativa prometedora evitando estos problemas, pero es necesario investigar la eficiencia de remoción y la gestión del concentrado rico en PPCPs y PCCs. Este estudio evaluó SNF usando membranas NF270 con un corte de peso molecular (MWCO) de 360 Da y membranas ESNA5 con MWCO de 295 Da para remover PPCPs y PCCs y tratar el concentrado mediante digestión anaerobia. Los resultados mostraron que SNF operó continuamente hasta por 38 días en modos dead-end y feed-and-bleed con un 75% de recuperación. NF270 alcanzó un flujo de 2.0 L/m²·h con presiones transmembrana (TMP) de 40–74 kPa, mientras que ESNA5 requirió un flujo menor de 1.5 L/m²·h y TMPs mayores de 72–95 kPa debido a su mayor rechazo de sal. Al analizar 21 PPCPs y PCCs seleccionados, ESNA5 demostró la mejor remoción (60–98%) atribuida a su menor MWCO. La exclusión por tamaño fue el principal mecanismo de separación. El modo dead-end mostró menor ensuciamiento, y los contaminantes en ESNA5 tenían mayor contenido inorgánico. La digestión anaerobia del concentrado NF270 degradó algunos químicos, pero compuestos recalcitrantes (p. ej., carbamazepina, lamotrigina, desvenlafaxina, tramadol, venlafaxina, fexofenadina) persistieron y se acumularon en los biosólidos. En resumen, SNF redujo eficazmente PPCPs y PCCs en aguas residuales, justificando ensayos a escala y posible aplicación en esquemas de agua reciclada. • La nanofiltración sumergida redujo químicos orgánicos traza en aguas residuales tratadas. • Se evaluaron dos membranas de nanofiltración en modos dead-end y feed-and-bleed. • Se logró operación estable durante 38 días sin limpieza de membranas. • Rechazo de 80 químicos orgánicos traza detectados, principalmente por exclusión por tamaño. • La digestión anaerobia del concentrado trasladó parcialmente los químicos traza a los biosólidos.