Tratamiento de cargas organicas en aguas residuales por air

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA
TÍTULO: Tratamiento de cargas orgánicas en aguas residuales por aireación difusa
POSTULANTE: Julieta Ruth Vicente Tórrez
FECHA DE DEFENSA: 18 de Noviembre del 2006
INTRODUCCIÓN:
Las aguas residuales son derivadas de residuos domésticos o procesos
industriales, parte de estos residuos son materia que consume o demanda oxígeno por
oxidación de ésta, como material fecal; estas aguas servidas se vierten en los sistemas
de alcantarillado, produciendo la contaminación de aguas naturales, que hoy en día es
un problema serio a enfrentar. Esto conduce a la implementación y desarrollo de
tecnologías de tratamiento de aguas residuales, las cuales, según el medio de
eliminación de contaminantes, se dividen en dos grandes áreas: Tratamientos físicoquímicos; y tratamientos biológicos.
La tecnología de lodos activados como tratamiento biológico, ha sido
desarrollada principalmente en reactores continuos, sin embargo, reactores estáticos
(reactores batch) también han sido utilizados, en estos reactores se tratan cargas
sustanciales de residuos orgánicos, donde el consumo más importante de oxígeno
disuelto (OD) es la descomposición bioquímica de materia orgánica, que reduce el nivel
de OD por la cantidad de oxígeno utilizada por los microorganismos para su actividad
metabólica cuando descomponen, al alimentarse, las sustancias orgánicas.
JUSTIFICACIÓN DEL TEMA:
En la evaluación y control de la contaminación del agua, la eficiencia del
sistema depende de la cuantificación de la concentración y la carga contaminante de un
residuo como parámetros. Estos parámetros dependen de los sistemas de aireación
aplicados, que regulan el régimen de agitación y transferencia de oxigeno al proceso,
por esta razón, la aplicación de un sistema de aireación difusa puede permitir mejorar el
rendimiento del proceso biológico y amerita el estudio del modelo cinético del proceso
y estudio de variables de la aireación.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
 Los sistemas de aireación para el tratamiento de aguas residuales de alta carga
orgánica, expresada en la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), son una de las
pocas alternativas para mejorar la eficiencia de la remoción en casos en los que es
imposible aplicar métodos convencionales.
 La aireación difusa puede mejorar la transferencia de oxígeno reduciendo las
limitaciones en procesos similares. Por su naturaleza depende de las condiciones
locales de operación, temperatura, presión y composición del aire, en estas
condiciones esta propuesta tecnológica presenta limitaciones, que para su
aplicación requiere de una evaluación experimental.
OBJETIVOS:
General: Desarrollar la evaluación experimental del proceso de aireación difusa
orientada al estudio cinético del proceso y la aplicación de modelos matemáticos, para
el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de carga orgánica
Específicos:
 Sistematizar información y antecedentes acerca de tratamiento de aguas orgánicas
por aireación y las normas ambientales.
 Caracterizar el agua de tratamiento, por fuentes secundarias, para la evaluación de
parámetros y variables del proceso de aireación difusa.
 Desarrollar pruebas experimentales, en base a la selección de variables inherentes
al proceso en un prototipo de laboratorio.
 Evaluar la cinética del proceso y sus constantes.
 Formular un modelo matemático fenomenológico y validar el mismo
METODOLOGÍA:
La metodología empleada comprende:
 Sistematización de información teórica
 Selección y caracterización de aguas de tratamiento
 Evaluación de parámetros y variables. Pruebas experimentales
 Formulación del modelo matemático
 Validación del modelo matemático
 Derivación de conclusiones
CONCLUSIONES:
 El primer capítulo comprende la descripción de los antecedentes del trabajo,
planteamiento del problema, objetivos, justificación y alcances.
 En el Capitulo II se ha realizado la sistematización de la información y los
antecedentes, respecto del tratamiento de aguas orgánicas por aireación,
incluyendo las normas ambientales y los antecedentes sobre el agua residual
urbana de la ciudad de Oruro.
 En el capítulo III se presenta el estudio experimental que comprende la selección
de parámetros y variables para el desarrollado de pruebas experimentales. En base
de los resultados de estas pruebas se ha realizado el estudio de los parámetros de
aireación, la evaluación de la cinética del proceso y la determinación de sus
constantes.
 El capítulo IV, aplicando balances se ha formulado un modelo matemático
fenomenológico basado en la concentración de OD, para la descripción del proceso
en régimen discontinuo, el mismo que ha sido validado por contrastación mediante
la simulación del proceso.
RECOMENDACIONES:
 Complementar la investigación incluyendo parámetros de comportamiento del
cultivo biológico frente a la transferencia de oxígeno, considerando factores de
inhibición.
 Los resultados obtenidos en el proyecto corresponden a la evaluación del proceso a
escala prototipo de laboratorio, para la aplicación de los mismos es necesario
realizar el escalamiento de los resultados a la aplicación requerida.
 En base de los modelos de OD, establecer relaciones de diseño que permita el
dimensionamiento de reactores discontinuos para el tratamiento biológico.