Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales

RESUMEN: Los reactores multi-ambiente representan una alternativa innovadora para simplificar los trenes de tratamiento convencionales de Eliminación Biológica de Nutrientes (EBN), ya que son más compactos y pueden adaptarse a los requerimientos de calidad existentes. En concreto, el reactor AnoxAn...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Blanco Aguilera, Ricardo
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2020
País:España
Institución:Universidad de Cantabria (UC)
Repositorio:UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:repositorio.unican.es:10902/19340
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10902/19340
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Eliminación Biológica de Nutrientes
Dinámica de Fluidos Computacional
Multi-ambiente
Optimización
OpenFOAM®
Biological Nutrient Removal
Computational Fluid Dynamics
Multi-environment
Optimization
id ES_bcd6f2c69dbbf6f706be7c787c490a80
oai_identifier_str oai:repositorio.unican.es:10902/19340
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residualesApplication of Computational Fluid Dynamics to the simulation and optimization of multi-environment bioreactors for wastewater treatmentBlanco Aguilera, RicardoEliminación Biológica de NutrientesDinámica de Fluidos ComputacionalMulti-ambienteOptimizaciónOpenFOAM®Biological Nutrient RemovalComputational Fluid DynamicsMulti-environmentOptimizationRESUMEN: Los reactores multi-ambiente representan una alternativa innovadora para simplificar los trenes de tratamiento convencionales de Eliminación Biológica de Nutrientes (EBN), ya que son más compactos y pueden adaptarse a los requerimientos de calidad existentes. En concreto, el reactor AnoxAn es capaz de integrar las zonas anaerobia y anóxica del proceso convencional de EBN en un único reactor de flujo ascendente. Sin embargo, su zonificación multi-ambiental y la configuración de elementos singulares dan lugar a un comportamiento hidrodinámico complejo que interfiere en el funcionamiento óptimo del reactor. En por ello que, en la presente tesis doctoral, se realiza un análisis exhaustivo de la hidrodinámica de AnoxAn, así como un estudio la influencia de la misma en la eficiencia biológica del proceso. Para ello, se desarrolla una herramienta numérica basada en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) con el software de código abierto OpenFOAM®, y se propone una metodología para la optimización hidrodinámica de reactores multi-ambiente. Los resultados obtenidos en este trabajo han contribuido al desarrollo tecnológico y operacional de AnoxAn.ABSTRACT: Multi-environment reactors are an innovative alternative to simplify conventional Biological Nutrient Removal (BNR) treatment trains as they are more compact and can adapt to existing quality requirements. Concretely, AnoxAn unifies the anaerobic and anoxic zones of conventional BNR processes in a continuous upflow sludge blanket reactor. However, the multi environmental zoning and singular elements configuration give rise to a complex hydrodynamic behaviour that interferes in the desired biological operation of the reactor. Therefore, in this thesis, a comprehensive hydrodynamic assessment of AnoxAn is carried out, and the influence of the hydraulic behaviour on the biological efficiency of the process is evaluated. For that purpose, a Computational Fluid Dynamics (CFD) based numerical tool is developed with the open source toolbox OpenFOAM®, and a hydrodynamic optimization methodology for multi-environment reactors is proposed. The results obtained in this work have contributed to the development of technological and operational improvements of AnoxAn.A la Universidad de Cantabria primero (PRE03, CVE-2016-11670), y al Ministerio de Educación, Cultura y Deporte del Gobierno de España después (FPU16-05036), por proporcionarme mediante beca la financiación necesaria para la consecución de esta tesis doctoral.Tejero Monzón, IñakiDíez Montero, RubénUniversidad de Cantabria20202020-09-18doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06NAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://hdl.handle.net/10902/19340reponame:UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabriainstname:Universidad de Cantabria (UC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Españahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:repositorio.unican.es:10902/193402026-06-02T12:39:31Z
dc.title.none.fl_str_mv Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
Application of Computational Fluid Dynamics to the simulation and optimization of multi-environment bioreactors for wastewater treatment
title Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
spellingShingle Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
Blanco Aguilera, Ricardo
Eliminación Biológica de Nutrientes
Dinámica de Fluidos Computacional
Multi-ambiente
Optimización
OpenFOAM®
Biological Nutrient Removal
Computational Fluid Dynamics
Multi-environment
Optimization
title_short Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
title_full Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
title_fullStr Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
title_full_unstemmed Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
title_sort Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional a la simulación y optimización de biorreactores multi-ambiente para tratamiento de aguas residuales
dc.creator.none.fl_str_mv Blanco Aguilera, Ricardo
author Blanco Aguilera, Ricardo
author_facet Blanco Aguilera, Ricardo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Tejero Monzón, Iñaki
Díez Montero, Rubén
Universidad de Cantabria
dc.subject.none.fl_str_mv Eliminación Biológica de Nutrientes
Dinámica de Fluidos Computacional
Multi-ambiente
Optimización
OpenFOAM®
Biological Nutrient Removal
Computational Fluid Dynamics
Multi-environment
Optimization
topic Eliminación Biológica de Nutrientes
Dinámica de Fluidos Computacional
Multi-ambiente
Optimización
OpenFOAM®
Biological Nutrient Removal
Computational Fluid Dynamics
Multi-environment
Optimization
description RESUMEN: Los reactores multi-ambiente representan una alternativa innovadora para simplificar los trenes de tratamiento convencionales de Eliminación Biológica de Nutrientes (EBN), ya que son más compactos y pueden adaptarse a los requerimientos de calidad existentes. En concreto, el reactor AnoxAn es capaz de integrar las zonas anaerobia y anóxica del proceso convencional de EBN en un único reactor de flujo ascendente. Sin embargo, su zonificación multi-ambiental y la configuración de elementos singulares dan lugar a un comportamiento hidrodinámico complejo que interfiere en el funcionamiento óptimo del reactor. En por ello que, en la presente tesis doctoral, se realiza un análisis exhaustivo de la hidrodinámica de AnoxAn, así como un estudio la influencia de la misma en la eficiencia biológica del proceso. Para ello, se desarrolla una herramienta numérica basada en Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) con el software de código abierto OpenFOAM®, y se propone una metodología para la optimización hidrodinámica de reactores multi-ambiente. Los resultados obtenidos en este trabajo han contribuido al desarrollo tecnológico y operacional de AnoxAn.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020
2020-09-18
dc.type.none.fl_str_mv doctoral thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10902/19340
url http://hdl.handle.net/10902/19340
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria
instname:Universidad de Cantabria (UC)
instname_str Universidad de Cantabria (UC)
reponame_str UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria
collection UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869418149656395776
score 15,300719