Modelamiento del tratamiento biológico de aguas residuales; estudio en planta piloto de contactores biológicos rotatorios.//Modeling of biological wastewater treatment; study in pilot plant of rotating biological contactors.
Resumen
El presente trabajo estudió el rendimiento del tratamiento biológico mediante un sistema de Contadores Biológicos Rotatorios (CBR) construido a nivel de laboratorio de la Universidad Politécnica Salesiana. Para ello se utilizaron aguas residuales obtenidas de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Ucubamba-Cuenca, se llevó a cabo un control y operación mediante la medición de parámetros físico químicos; nitratos, nitritos, cloro, amonio, pH, conductividad, sedimentación, turbidez y demanda química de oxígeno. Para luego establecer el modelo cinético de degradación del sustrato y validación del mismo, con los datos obtenidos en el laboratorio. Finalmente, los resultados experimentales fueron comparados con el modelo teórico, obteniéndose un resultado comparable entre ambos; se comprobó un ajuste experimental con un valor k (coeficiente de degradación de la materia orgánica) igual a 0,056 y con un R2 de 0,85 y 0,97 en el modelo teórico y experimental respectivamente. AbstractThe present work studied the performance of the biological treatment through a system of Rotating Biological Counters (RBC) built at the laboratory of the Universidad Politécnica Salesiana. Wastewater obtained from the Wastewater Treatment Plant of Ucubamba-Cuenca was used, the control and operation was carried out by measuring physical-chemical parameters; nitrates, nitrites, chlorine, ammonium, pH, conductivity, sedimentation, turbidity and chemical oxygen demand. Next, the kinetic model of substrate degradation was established and validation of the model was done with the data obtained in the laboratory. Finally, the experimental results were compared with the theoretical model, obtaining a comparable result between both; an experimental fit was verified with a k value (coefficient of degradation of organic matter) equal to 0,056 and with an R2 of 0.85 and 0.97 in the theoretical and experimental model respectively.Descargas
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Abdel-Kader, A. (2013). Studying the efficiency of grey water treatment by using rotating biological contactors system. Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 25(2), 89-95. Doi: 10.1016/j.jksues.2012.05.003.
Abzazou, T., Salvadó, H., Bruguera-Casamada, C., Simón, P., Lardín, C., & Araujo, R. (2015). Assessment of Total Bacterial cells in extended aeration activated sludge plants using flow cytometry as a microbial monitoring tool. Environmental Science and Pollution Research, 22(15), 11446–11455. Doi: 10.1007/s11356-015-4372-3.
Akhbari, A., Zinatizadeh, A., Mohammadi, P., Mansouri, Y., Irandoust, M., & Isa, M. (2012). Kinetic modeling of carbon and nutrients removal in an integrated rotating biological contactor-activated sludge system. International Journal of Environmental Science and technology, 9(2), 371-378. Recuperado de: https://link.springer.com/article/10.1007/s13762-012-0040-z.
Behling, E., Marín, J., Castro, E., Rincón, N., & Colina, G. (2014). Tratabilidad de un efluente industrial sintético (sacarosa/leche) en un sistema RBC anaeróbico de etapa simple. Boletín del Centro de Investigaciones Biológicas, 47(1). Recuperado de: https://www.researchgate.net/profile/Julio_Cesar_Marin2/publication/274719250_Tratability_of_synthetic_industrial_effluent_sucrosemilk_in_a_single_stage_anaerobic_RBC_system/links/552815160cf2779ab78c4424.pdf
Clesceri, L. S., Greenberg, A., & Eaton, A. D. (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edn. American Public Health Association, American Water Work Association, Water Environment Federation, Washington, DC. APHA-AWWA-WEF.
Courtens, E., Boon, N., De Clippeleir, H., Berckmoes, K., Mosquera, M., Seuntjens, D., & Vlaeminck, S. (2014). Control of nitratation in an oxygen-limited autotrophic nitrification/denitrification rotating biological contactor through disc immersion level variation. Bioresource technology, 155, 182-188. Doi: 10.1016/j.biortech.2013.12.108.
Demergasso C., Galleguillos P., Escudero L., & Lam E. (2000). Estudio de la cinética de bioconversión de aguas residuales en la producción de agua potable. In Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, 27 (pp. 1-8). ABES. Recuperado de http://bases.bireme.br/cgiin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=REPIDISCA&lang=p&nextAction=lnk&exprSearch=2080&indexSearch=ID
Demergasso, C., Véliz, R., Galleguillos, P., Marín, S., Acosta, M., Zepeda, V. & Zeballos, J. (2017). From Knowledge to Best Practices in Bioleaching. In Solid State Phenomena (Vol. 262, pp. 285-289). Trans Tech Publications. Recuperado de: https://www.scientific.net/SSP.262.285.
Díaz, C. (2003). Capítulo 22: Modelación matemática de plantas de tratamiento de lodos activados. Agua Potable Para Comunidades Rurales, Reuso y Tratamientos Avanzados de Aguas Residuales Domésticas., 240–255. Recuperado de http://tierra.rediris.es/hidrored/ebooks/ripda/pdfs/ Capitulo_22.pdf
Gonzalez-Martinez, A., M Poyatos, J., Hontoria, E., Gonzalez-Lopez, J., & Osorio, F. (2011). Treatment of effluents polluted by nitrogen with new biological technologies based on autotrophic nitrification-denitrification processes. Recent patents on biotechnology, 5(2), 74-84. Doi: 10.2174/187220811796365671.
Hassard, F., Biddle, J., Cartmell, E., Jefferson, B., Tyrrel, S., & Stephenson, T. (2015). Rotating biological contactors for wastewater treatment–a review. Process Safety and Environmental Protection, 94, 285-306. Doi: 10.1016/j.psep.2014.07.003.
Kadu, P., Badge, A., & Rao, Y. (2013). Treatment of Municipal Wastewater by Using Rotating Biological Contactors (RBCs). AJER, 2(4), 127-132. Recuperado de: http://www.ajer.org/papers/v2(4)/P024127132.pdf
Lopez-Vazquez, C. M., Méndez, G. B., Carrillo, F. C., & García, H. H. (Eds.). (2017). Tratamiento biológico de aguas residuales: principios, modelación y diseño. IWA Publishing. Recuperado de: https://www.researchgate.net/profile/Carlos_Lopez-Vazquez/publication/321145597_Tratamiento_biologico_de_aguas_residuales_principios_modelacion_y_diseno/links/5a0ff13daca27287ce274c28/Tratamiento-biologico-de-aguas-residuales-principios-modelacion-y-diseno.pdf
Massieu, B. S. (2008). Tratamiento de Aguas Residuales. Recuperado de: https://bernardo-servin-massieu.com/_files/200000057-b3f9cb4e88/residuales.pdf
Martín-Cereceda, M., Pérez-Uz, B., Serrano, S., & Guinea, A. (2001). Dynamics of protozoan and metazoan communities in a full scale wastewater treatment plant by rotating biological contactors. Microbiological research, 156(3), 225-238. Doi: 10.1078/0944-5013-00105
Méndez, L., Miyashiro, V., Rojas, R., Cotrado, M., y Carrasco, N. 2004. Tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados a escala laboratorio. Revista del Instituto de Investigaciones de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográfica. 7(14), p. 74-83. Recuperado de: https://goo.gl/PsdKJK.
Najafpour, G., Yieng, H. A., Younesi, H., & Zinatizadeh, A. (2005). Effect of organic loading on performance of rotating biological contactors using palm oil mill effluents. Process Biochemistry, 40(8), 2879-2884. Doi: 10.1016/j.procbio.2005.01.002.
Nielsen, P. H., Saunders, A. M., Hansen, A. A., Larsen, P., & Nielsen, J. L. (2012). Microbial communities involved in enhanced biological phosphorus removal from wastewater—a model system in environmental biotechnology. Current opinion in biotechnology, 23(3), 452-459. Doi: 10.1016/j.copbio.2011.11.027.
Pérez, C., León, F., & Delgadillo, G. (2013). Tratamiento de aguas Manual de laboratorio. Tratamiento De Aguas Manual De Laboratorio, 71–75. Recuperado de http://asesorias.cuautitlan2.unam.mx/fondo_editorial/comite_editorial/manuales/tratamientodeaguas_manualprac.pdf.
Ruiz, I., Álvarez, J. y Soto, M. (2001). El potencial de la digestión anaerobia en el tratamiento de aguas residuales urbanas y efluentes de baja carga orgánica. Universidad de Coruña. Facultad de Ciencias. Campus da Zapateira. Recuperado de: https://goo.gl/WgTGDy.
Santos, A., & Oliveira, R. (2011). Tratamiento de aguas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios horizontais seguidos de reator aeróbio em batelada sequencial. Engenharia Agrícola, 781-794. Recuperado de https://repositorio.unesp.br/handle/11449/27830.
Vasiliadou, I., Molina, R., Martínez, F., & Melero, J. (2014). Experimental and modeling study on removal of pharmaceutically active compounds in rotating biological contactors. Journal of hazardous materials, 274, 473-482. Doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.04.034.
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