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An?lisis de escenarios de optimizaci?n de las lagunas de maduraci?n de la planta de tratamiento de aguas residuales de Ucubamba, mediante modelaci?n CFD

Abstract:

Los sistemas de lagunas de estabilizaci?n se utilizan para tratar aguas residuales debido a su buena eficiencia en remoci?n de materia org?nica, s?lidos y organismos pat?genos con bajos requerimientos t?cnicos, consumo energ?tico y costos de construcci?n. Sin embargo, requieren ?reas extensas para su implementaci?n. Su rendimiento depende en gran medida del desempe?o hidrodin?mico de los sistemas lagunares. Muchas lagunas de estabilizaci?n funcionan por debajo del nivel ?ptimo debido a complejidades hidr?ulicas, que incluyen cortocircuitos, estratificaci?n y zonas estancadas. La din?mica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta muy ?til para predecir el comportamiento hidrodin?mico en sistemas de lagunas de estabilizaci?n. El presente estudio consiste en construir, validar y analizar escenarios operativos de un modelo de simulaci?n num?rica tridimensional en estado estacionario de la laguna de maduraci?n M1 de la planta de tratamiento de aguas residuales de Ucubamba. Los escenarios planteados apuntan a mejorar las condiciones hidr?ulicas en la laguna y por ende en la eficiencia de los procesos de tratamiento. La simulaci?n se efectu? en la plataforma CFD de c?digo libre OpenFoam, y los solucionadores buoyantboussinesqsimplefoam y scalarTransportFoam, para determinar el campo de velocidades e implementar el transporte de un escalar pasivo para determinar la curva de distribuci?n del tiempo de residencia. El modelo de turbulencia considerado fue modelo k-epsilon RNG. Los escenarios planteados consistieron en la implementaci?n de deflectores de flujo en el interior de la laguna de maduraci?n y el estudio a detalle de su influencia en las condiciones de flujo.