Tutor 1
Balda Ayala, Roberto Rafael
Resumen
Hoy en día la evolución en el diseño de reactores, está relacionada con las reacciones físicas, químicas y/o biológicas que en ellas ocurren. Estas reacciones pueden ser cinéticas de transporte, tal como se presenta en sedimentadores y filtros biológicos o cinéticas de reacción como ocurre en reactores químicos y reactores secuenciales biológicos. Generalmente el éxito de una planta de tratamiento de aguas residuales depende no solamente de las reacciones físico químicas que ocurren en su interior, sino en gran parte a su comportamiento hidrodinámico, es por eso que en esta investigación el conocimiento de la hidrodinámica y la cinética son preponderantes, ya que a través de ellos se puede lograr un incremento en la eficiencia de los procesos, ya sean químicos o biológicos. Durante los últimos 30 años, con la evolución de nuevas tecnologías, el uso de los reactores de carga secuencial (SBR) se ha masificado a nivel mundial debido a su alta eficiencia y ventajas operativas. Desde entonces se han hecho esfuerzos para mejorar la eficiencia del sistema, así como la reducción de áreas y volúmenes requeridos. Recientemente se han desarrollado empíricamente modificaciones estructurales del sistema SBR, sin embargo aún se desconocen en Latinoamérica estudios científicos a escala laboratorio de este tipo, que evalúen y respalden su desempeño. El presente proyecto, consistió en el diseño e implementación de un reactor biológico de cargas secuenciales de flujo a pistón (PFSBR) a escala de laboratorio con el fin de evaluar el comportamiento hidrodinámico y comparar la eficiencia de remoción de materia orgánica en un sistema SBR convencional. El proyecto se desarrolló en dos etapas, en primera medida se evaluó, previo a su arranque, el comportamiento hidrodinámico del PFSBR aplicando dos metodologías de medición; el modelo simplificado de la teoría Wolf-Resnick y el análisis de la curva de tendencia de concentración del trazador (curva de Gauss), donde se utilizó una sustancia trazadora (fluoresceína y cloruro de Sodio) dosificada instantáneamente para evaluar la conductividad realizando mediciones puntuales de concentración en intervalos de 10 minutos en el efluente del sistema durante un TRH teórico de 10 horas. En total Se realizaron 6 pruebas para los dos escenarios propuestos, identificando la unidad más eficiente hidráulicamente. En la segunda etapa se utilizó el escenario que mejor resultado hidrodinámico mostró y a continuación se inoculó el reactor con lodos provenientes de la PTAR del municipio La Calera (Cundinamarca), donde se evaluaron diferentes condiciones fisicoquímicas al interior del reactor; una vez estabilizado el sistema, se determinó la eficiencia de remoción de materia orgánica, comparando los valores de la concentración de entrada y salida de los parámetros DBO, DQO y SST. Por último se realizó un estudio de viabilidad técnico-económica para evaluar una posible implementación a escala real. Vale la pena resaltar que una vez concluido el estudio hidrodinámico se realizaron una serie de pruebas experimentales con el fin analizar la posibilidad de utilizar el Inirida Deep Flow® como una nueva alternativa de medición de caudales en reactores de aguas residuales
Resumen en lengua extranjera 1
At these days, the reactors design evolution is related with the physical, chemical and/or biological reactions that occur inside them. These reactions could be kinetics of transport, as is shown in the settlers and biological filters or kinetics of reaction, as happen at chemical and sequence biological reactors. Generally, the waste water treatment plant success do not depend only on the physic-chemical reactions that take place in there, but a very important part on the hydrodynamic behavior, that is why for this investigation the hydrodynamic and the kinetics are preponderant, because thanks to them a process efficiency increase can be achieved, at chemical or biological terms. During the last 30 years, with the new technology evolution, the sequence batch reactors (SBR) use has been magnified at world-wide level as the high efficiency and operative advantages obtained. Since then, many efforts have been made to improve the system efficiency, as like area and volume requirements reduction. Recently, the SBR system has been empirically modified on the structure, nevertheless Latin-American scientific studies are unknown at laboratory scale on this type that evaluate and support their performance. The present project, consisted on the biological plug flow sequence batch reactor (PFSBR) design and implementation at laboratory scale with the aim of evaluate the hydrodynamic behavior and compare the organic matter remotion efficiency with the conventional SBR system. The project has been developed on two stages, the first measure was to evaluate, previous to the start up, the PFSBR hydrodynamic behavior applying 2 measurement methodologies; the Wolf-Resnick theory at a simplified model and the tracer concentration tendency curve analysis (Gauss curve), where it has been used a tracer substance (fluorescein and sodium chloride) instantly dosed to evaluate the conductivity, realizing concentration pointy measurements with space of 10 minutes at the system effluent during a theoretician hydraulic retention time of 10 hours. The total number tests were 6 for both of the proposed sceneries, identifying the hydraulic most efficient unit. At the second stage, the best hydrodynamic result-scenery was used to inoculate sludge from the “La Calera, Cundinamarca” WWTP into the reactor, where the physic-chemical conditions were evaluated, once the system got stable, the organic matter remotion efficiency was determinated, comparing the affluent and effluent BOD, COD, and TSS values. Finally it was made the technique-economic viability studies, to evaluate the possible real scale implementation of the system. To consider, once the hydrodynamic studies were concluded, were made a series of experimental tests with the objective of analyze the possibility of use the Inírida Deep Flow® as a flow measure alternative in waste water reactors
Palabras clave
Tratamiento de aguas residuales, Reactores químicos, Dinámica de fluidos
Tipo de documento
Trabajo de grado - Pregrado
Licencia Creative Commons
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Fecha de elaboración
1-1-2008
Programa académico
Ingeniería Ambiental y Sanitaria
Facultad
Facultad de Ingeniería
Citación recomendada
Vargas Rojas, J. C., & Torres Vergara, J. A. (2008). Diseño, implementación y estudio hidrodinámico de un reactor biológico de cargas secuenciales de flujo a pistón para tratar aguas residuales sintéticas. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/255
Publisher
Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Ambiental y Sanitaria