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Implementación del modelo de lodos activados NO1 usando diagramas de bloques y validación con un reactor biológico de lodos activos mezcla completa a escala piloto

Abstract:

Los programas de simulación de plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) son herramientas muy importantes para la evaluación de su comportamiento y su eficacia. Para este trabajo se utilizó el software MatLab y su herramienta Simulink que permite resolver ecuaciones diferenciales mediante diagramas de bloques. Se resolvió un sistema de 13 ecuaciones diferenciales correspondientes al Modelo de Lodos Activados No. 1 (ASM1; Activated Sludge Model) que representa la dinámica del proceso de lodos activados dentro de un reactor, este modelo necesita algunas variables que se determinaron mediante muestreos y análisis de laboratorio en un reactor a escala piloto, las cuales son: Demanda Química de Oxígeno (DQO), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV), Sólidos Suspendidos Totales (SST), nitrógeno Kjeldahl, nitritos y nitratos. Para validar el modelo desarrollado en Simulink se construyó un reactor biológico de mezcla completa discontinuo donde se llevará a cabo el proceso de lodos activados para la depuración del agua residual. En la toma de muestras, primero se estabilizó el pH haciéndolo neutro, luego se tomó muestras diarias para la medición de las variables del modelo ASM1; con esos resultados se compararon los datos generados en las simulaciones usando el coeficiente de determinación R 2 . En la mayoría de las variables analizadas hubo una relación favorable entre los datos simulados y los datos obtenidos por muestras, la DQO tuvo una relación de 97%, la DQO soluble 99%, Nitrógeno amoniacal 89%, el nitrógeno Kjeldahl 44%, esto demuestra el alto grado de similitud en estas variables, la excepto en los sólidos suspendidos volátiles en donde el grado de relación fue de apenas el 4% y se encontró relación entre algunos valores por defecto y este error.