Análisis de la hidrodinámica en un reactor biológico innovador para depuración de aguas residuales mediante modelización
RESUMEN: En el presente trabajo se ha analizado mediante modelización y simulación el comportamiento hidrodinámico de un reactor biológico innovador para eliminación de nutrientes de aguas residuales, denominado AnoxAn. En AnoxAn se integran las zonas anaerobia y anóxica necesarias en el proceso de...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Cantabria (UC) |
| Repositorio: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unican.es:10902/9162 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10902/9162 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Depuración de aguas residuales Eliminación biológica de nutrientes Reactor biológico anóxico-anaerobio Modelización Hidrodinámica Dinámica de fluidos computacional Investigación Wastewater treatment Biological nutrient removal Anoxic-anaerobic biological reactor Modelling Hydrodynamics Computational fluid dynamics |
| Sumario: | RESUMEN: En el presente trabajo se ha analizado mediante modelización y simulación el comportamiento hidrodinámico de un reactor biológico innovador para eliminación de nutrientes de aguas residuales, denominado AnoxAn. En AnoxAn se integran las zonas anaerobia y anóxica necesarias en el proceso de eliminación biológica de nitrógeno y fósforo. El reactor, de flujo ascendente y lecho de fangos, está divido verticalmente con la zona anaerobia anaerobia en el fondo y la anóxica encima. Esta zona anóxica recibe una recirculación rica en nitratos de un posterior reactor aerobio, proporcionando las condiciones para la desnitrificación, mientras que la separación hidráulica entre zonas en el interior del reactor ha de garantizar ausencia de nitratos en la zona anaerobia. Para ello se emplean sistemas de agitación específicos complementados con deflectores. Se ha empleado la Dinámica de Fluidos Computacional para construir y simular un modelo en 2D del reactor. En primer lugar se ha analizado el comportamiento hidráulico sin agitación, para posteriormente incorporar el funcionamiento continuo e intermitente de agitadores. Se ha observado que el funcionamiento intermitente del agitador anóxico es el elemento del sistema que supone un mayor coste y dificultad computacional, y por ello se han comparado diferentes algoritmos de resolución para seleccionar el que mejor se ajuste al caso de estudio. Esto ha permitido optimizar el modelo, reduciendo el tiempo de resolución más de un 50% obteniendo los mismos resultados. Los principales resultados muestran que cuando ambos agitadores están en funcionamiento se consigue una elevada separación hidráulica entre las zonas anóxica y anaerobia. Esta separación se debe sobre todo a la alta velocidad de succión de los agitadores. La influencia del Tranquilizador BLAS y sobre todo del deflector es pequeña, a diferencia de lo que cabía esperar. En cambio, cuando el agitador anóxico deja de funcionar, la fuerte succión que genera el agitador anaerobio influye sobre todo el compartimento superior, mezclando el contenido de la zona anóxica en la zona anaerobia. Se concluye que la separación hidráulica entre las zonas anóxica y anaerobia se debe en gran medida a la velocidad de succión que generan los agitadores y en menor medida a la influencia del deflector y tranquilizador, produciéndose una mayor eficacia en dicha separación cuando ambos agitadores se encuentran en funcionamiento. |
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