[ca] Com un dels sectors més antics i complexos dins de les indústries manufactureres, la indústria tèxtil consumeix grans quantitats d'aigua i produeix grans volums d'aigües residuals durant la seva producció. Les aigües residuals tèxtils presenten sovint una elevada coloració, contenen una àmplia gamma de productes químics orgànics, amb una alta demanda química d'oxigen, així com materials poc degrabilidables. Per tant, comprendre i desenvolupar tecnologies de tractament d'aigües residuals industrials tèxtils eficaces és molt important ambientalment. S'han desenvolupat diferents tractaments, tant processos biològics com físic-químics per al tractament d'aigües residuals tèxtils. La tecnologia de Bioreactor de membrana (coneguda pel seu acrònim en anglès, MBR) s'ha aplicat àmpliament en el tractament d'aigües residuals tèxtils, mentre que el Reactor de biofilm de llit mòbil (conegut amb les seves inicials en anglès com MBBR) és una tecnologia relativament nova per tractar aquest tipus d'aigües residuals. Tots dos mostren certes deficiències i limitacions durant la seva aplicació. Per tant, un sistema híbrid MBBR-MBR podria ser una solució atractiva als inconvcenients de cadascun d'aquests dos processos individuals. En aquesta tesi s'ha dissenyat i operatt un sistema híbrid MBBR-MBR per al tractament d'aigües residuals tèxtils. Addicionalment, s'ha estudiat la viabilitat de reutilitzar l'aigua tractada en nous processos de tintura. El primer pas del treball desenvolupat a la tesi ha estat l'estudi comparatiu del tractament d'aigües residuals tèxtils mitjançant tres processos de tractament, fangs activats convencionals (CAS), MBR i MBBR, treballant en les mateixes condicions de funcionament. El rendiment de cada procés ha estat investigat i comparat des de les perspectives tècnica, econòmica i ambiental. Els resultats van mostrar que, tècnicament, MBR era la tecnologia més eficient, amb valors d'eliminació de la demanda química d'oxigen (COD), de sòlids suspesos totals (TSS) i de color de 91%, 99,4% i 80 %, respectivament, amb un temps de retenció hidràulica (HRT) de 1,3 dies. MBBR, d'altra banda, va tenir un rendiment d'eliminació de COD similar en comparació amb CAS (82% enfront de 83%), per contra aconseguia reduir a la meitat el HRT (1 dia enfront de 2 dies) i eliminava el 73% de TSS , mentre que CAS tenia el 66%. Econòmicament, MBBR era una opció més atractiva per a una planta a escala industrial, ja que estalviava el 68,4% de les despeses de capital (conegut amb les seves inicials en anglès com CAPEX) i tenia les mateixes despeses operatives (conegut amb les seves inicials en anglès com OPEX) que MBR. El sistema MBBR també va tenir menors impactes ambientals en comparació amb els processos CAS i MBR, ja que reduia el consum d'agent decolorant respecte a CAS i el consum d'electricitatrespecte a MBR i. Segons els resultats de les anàlisis econòmiques i de Anàlisi de Cicle de Vida (conegut amb les seves inicials en anglès com LCA), l'aigua tractada pel sistema MBBR es va seleccionar per a reutilitzar en noves tintures, comprovant quela qualitat dels nous teixits tenyits es trobava dins dels límits acceptables de la indústria tèxtil. Combinat amb la teoria i els resultats experimentals, es va dissenyar i operar un reactor híbrid MBBR-MBR per al tractament d'aigües residuals tèxtils. El sistema MBBR-MBR va aconseguir reduir la HRT a 1 dia, el que és molt prometedor en la indústria tèxtil en comparació amb el tractament biològic convencional. L'eficiència de remoció de COD va arribar al 93%, que és gairebé el màxim per a un procés biològic de tractament d'aquest tipus d'aigües residuals, així com el rendiment d'eliminació de color, que va arribar al 85%. A més, es va eliminar el 99% dels TSS gràcies a la filtració. A continuació, es van realitzar nous processos de tintura reutilitzant l'aigua tractada. La qualitat dels nous teixits tenyits amb aigua tractada es va comparar amb els teixits de referència. Les diferències de color entre els teixits nous tenyits i els teixits de referència es van trobar dins del requisit general de la indústria tèxtil (DECMC (2: 1) <1). La reutilització d'aigua tractada en nous processos de tintura és beneficiosa tant per a la indústria com per al medi ambient ja que el sector tèxtil és un consumidor intensiu d'aigua en els seus processos de tintura i acabat. Addicionalment, amb els resultats experimentals a la planta pilot, es va realitzar un estudi econòmic i una anàlisi de LCA per avaluar la viabilitat econòmica i ambiental de la implementació del sistema'híbrid MBBR-MBR a escala industrial. Econòmicament, MBBR-MBR va tenir despeses de CAPEX i OPEX més baixes que CAS degut a les menors taxes d'abocament d'aigües residuals industrialsi a l'estalvi d'agent decolorant. El resultat del valor actual net (conegut amb les seves inicials en anglès com VPN) i la Taxa Interna de Retorn (conegut amb les seves inicials en anglès com TIR) del 18% va suggerir que MBBR-MBR és financerament aplicable per a la implantació a escala industrial. El sistema MBBR-MBR també va tenir menors impactes ambientals en comparació amb el procés CAS en LCA, especialment en categories, com canvi climàtic, salut humana, eutrofització marina i ecotoxicitat, gràcies a l'alta qualitat de l'efluent tractat amb MBBR-MBR i al fet d'evitar l'ús de l'agent decolorant , que és un compost sintetitzat a partir d'una amina quaternària.

[en] Textile wastewater often shows high color concentration, containing a large range of organic chemicals, with high chemical oxygen demand as well as hard-degradation materials. Therefore, understanding and developing effective textile industrial wastewater treatment technologies is environmentally important. Different treatments such as biological or physico-chemical processes have been studied to treat textile wastewater. Membrane Bioreactor (MBR) technology has been widely applied in textile wastewater treatment and Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) is a relatively novel technology to treat this type of wastewater. Both of them have some deficiencies and limitations during application. Thus, a MBBR-MBR hybrid system could be an attractive solution to the shortcomings of each treatment process. In this thesis, a hybrid MBBR-MBR system has been designed and applied for the treatment of textile wastewater. Additionally, the feasibility of reusing the treated water in new dyeing processes has been studied. The first step of the thesis work has been the comparative study of the treatment of textile wastewater by three treatment processes, conventional activated sludge (CAS), MBR and MBBR, working under the same operating conditions. The results showed that technically, MBR was the most efficient technology, of which the chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), and color removal efficiency were 91%, 99.4%, and 80%, respectively, with a hydraulic retention time (HRT) of 1.3 days. MBBR, on the other hand, had a similar COD removal performance compared with CAS (82% vs. 83%) with halved HRT (1 day vs. 2 days) and 73% of TSS removed, while CAS had 66%. Economically, MBBR was a more attractive option for an industrial-scale plant since it saved 68.4% of the Capital Expenditures (CAPEX) and had the same Operational Expenditures (OPEX) as MBR. The MBBR system also had lower environmental impacts compared with CAS and MBR processes, since it reduced the consumption of electricity and decolorizing agent with respect to CAS. According to the results, the water treated by the MBBR system was reused to make new dyeings and the quality of new dyed fabrics was within the acceptable limits of the textile industry. Combined with the theory and experimental results, a hybrid MBBR-MBR reactor was designed and applied in textile wastewater treatment. The MBBR-MBR system achieved reducing the HRT to 1 day, which is very promising in textile industry comparing with conventional biological treatment. The removal efficiency of COD reached 93%, which is almost the maximum for a biological process treating this type of wastewater, as well as the color removal performance, which achieved 85%. Additionally, 99% of the TSS were removed due to the filtration. Furthermore, new dyeing processes reusing the treated water were performed. Color differences between new dyed fabrics and reference fabrics were found within the general requirement of textile industry (DECMC(2:1) < 1). Additionally, based on the experimental results in the pilot plant, an economic study and LCA analysis were carried out to evaluate the economic and environmental feasibility of the implementation of the hybrid MBBR-MBR on an industrial scale. Economically, MBBR-MBR had lower CAPEX and OPEX than CAS process due to lower effluent discharge tax and the decolorizing agent saved. The result of Net Present Value (NPV) and the Internal Rate of Return (IRR) of 18% suggested that MBBR-MBR is financially applicable for the implantation into industrial scale. The MBBR-MBR system also had lower environmental impacts compared with CAS process in the LCA study, especially in some categories, such as the Climate change, Human Health, Marine eutrophication, and ecotoxicity categories, thanks to the high quality of the effluent treated by MBBR-MBR and the avoiding of using extra decolorizing agent, a compound based on a quaternary amine.