Estudio experimental en planta piloto y modelización matemática de un reactor híbrido anaerobio para el tratamiento de agua residual de matadero

Resumo

ESTUDIO EXPERIMENTAL EN PLANTA PILOTO Y MODELIZACION MATEMÁTICA DE UN REACTOR HÍBRIDO ANAEROBIO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE MATADERO RESUMEN: La tesis se ha centrado en el estudio del tratamiento de aguas residuales de mataderos mediante un reactor híbrido anaerobio (ahr). El reactor hibrido anaerobio es una tecnología alternativa para el tratamiento de algunos tipos de aguas residuales. Esto se debe a que los sistemas anaerobios de tratamiento de alta carga más utilizados en la actualidad, como el UASB, el EGSB o filtros anaerobios (AF) entre otros, presentan algunos inconvenientes para ello. El reactor ahr se compone de una parte inferior con un lecho de fango y una zona de clarificación (zona UASB), y una zona superior con material de relleno (zona AF). Para conocer, por un lado, el tratamiento del agua residual de matadero, así como el funcionamiento del reactor y, por otro, obtener datos para su diseño y operación, se ha llevado a cabo un estudio experimental en una planta piloto de mediana escala. Para todo ello se han variado las condiciones de operación del reactor y se han observado detenidamente los diferentes parámetros de funcionamiento y algunos de los parámetros de diseño, y su variación a lo largo de todo el periodo. Se ha observado la importancia que la F/M tiene para el diseño del reactor. Asimismo, se ha prestado atención al efecto que la carga superficial de biogás (G/A) ha tenido en el funcionamiento del reactor, aportando diferentes casos para su mejor presentación. Se ha observado que el aumento de este valor puede mejorar algo el rendimiento de eliminación de dqo. También se ha estudiado, en una fase posterior, el efecto de la velocidad ascensional y el valor máximo que puede tomar. Se ha llegado a la conclusión de que, debido a la variabilidad de la composición del agua residual, convendría operar el reactor a una velocidad ascensional inferior a 0.5 m/h. Para estudiar más en detalle el reactor, se han realizado ensayos discontinuos en el laboratorio, con lo que se ha podido obtener información para una posterior modelización matemática del reactor, Con parte de los datos obtenidos durante toda la experimentación anterior, se ha desarrollado un modelo de transporte. Uniendo éste a un modelo bioquímico ya existente, se ha modelizado el proceso del reactor híbrido. El modelo está compuesto por dos tanques de mezcla completa; el primero para modelizar la parte UASB del reactor y el segundo para modelizar la parte superior (AF). La parte inferior lleva incluido un separador para los sólidos, con lo que sólo una parte de los contenidos en el lecho llegan a la parte superior del UASB y sólo parte de éstos pasan al reactor superior AF: la fracción definida por un factor F. La parte superior lleva también incluido otro factor similar (F2) cuyo efecto es que sólo una fracción de los sólidos del reactor escapen por el efluente. Una vez calibrado el modelo en cuanto al transporte y agua influente, se ha verificado su capacidad predictiva. Esas tareas se han realizado empleando los parámetros que el modelo bioquímico tiene por defecto. Los componentes del modelo se han podido predecir en dinámico satisfactoriamente