TRATAMIENTO AERÓBICO DE EFLUENTES LÁCTEOS. ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS CINÉTICOS POR SIMULACIÓN

ROSA M.; BOSCO D.; CORDOBA C.

San Rafael, Mendoza.

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Clicap 2009.; 2009

Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria.

La determinación de los parámetros cinéticos en la biodegradación aeróbica de efluentes líquidos resulta imprescindible para resolver los balances másico-energéticos que permiten diseñar las instalaciones y adoptar el equipamiento adecuado para la planta de tratamiento. La metodología de simulación y técnicas de análisis de datos disponibles en software específicos constituyen herramientas valiosas para estimar tales parámetros. En este trabajo se determinaron parámetros específicos de degradación del sustrato y crecimiento de biomasa para efluentes de una industria láctea regional, empleando Aquasim v 2.1b, un programa para  simulación e identificación de sistemas acuáticos. Los datos experimentales (Tabla 1) fueron obtenidos a nivel piloto en un reactor tanque agitado discontinuo de 4 litros, con inyección de aire permanente para mantener la condición de mezcla completa durante la experiencia.                                         Tabla 1: Valores experimentales vs. tiempo t (hs) 0.0 13.1 18.2 38.4 48.7 63.2 72.7 135.2 169.2 DQO(mg/l) 6033 2989 2232 606 323 232 267 197 213 MLVSS 885 1870 2200 2815 2760 2530 1725 1945 1915 Se consideraron dos situaciones alternativas: cinética de primer orden y del tipo de Monod. Los parámetros determinados fueron: constante de velocidad de reacción para el modelo de 1er orden (k), velocidad específica máxima (umáx) y constante de saturación (KS) para el modelo de Monod, y parámetros de producción de biomasa (respiración endógena: kd, y síntesis celular: Y). En primer lugar se trabajó con el modelo cinético de primer orden, encontrándose la mejor correlación de los valores experimentales para k = 0.0373 l/mg.h, kd = 11.96 1/h, Y = 0.62, siendo el factor de ajuste χ2 = 21.18. Luego, considerando el mismo valor para el rendimiento de la síntesis celular, se consideró la cinética de Monod, hallándose los valores de kd = 12.67 1/h, KS = 7694.23 mg/l y umáx = 416.7 l/mg.h, con un factor de ajuste de 8.922. Se consideraron dos situaciones alternativas: cinética de primer orden y del tipo de Monod. Los parámetros determinados fueron: constante de velocidad de reacción para el modelo de 1er orden (k), velocidad específica máxima (umáx) y constante de saturación (KS) para el modelo de Monod, y parámetros de producción de biomasa (respiración endógena: kd, y síntesis celular: Y). En primer lugar se trabajó con el modelo cinético de primer orden, encontrándose la mejor correlación de los valores experimentales para k = 0.0373 l/mg.h, kd = 11.96 1/h, Y = 0.62, siendo el factor de ajuste χ2 = 21.18. Luego, considerando el mismo valor para el rendimiento de la síntesis celular, se consideró la cinética de Monod, hallándose los valores de kd = 12.67 1/h, KS = 7694.23 mg/l y umáx = 416.7 l/mg.h, con un factor de ajuste de 8.922. Se consideraron dos situaciones alternativas: cinética de primer orden y del tipo de Monod. Los parámetros determinados fueron: constante de velocidad de reacción para el modelo de 1er orden (k), velocidad específica máxima (umáx) y constante de saturación (KS) para el modelo de Monod, y parámetros de producción de biomasa (respiración endógena: kd, y síntesis celular: Y). En primer lugar se trabajó con el modelo cinético de primer orden, encontrándose la mejor correlación de los valores experimentales para k = 0.0373 l/mg.h, kd = 11.96 1/h, Y = 0.62, siendo el factor de ajuste χ2 = 21.18. Luego, considerando el mismo valor para el rendimiento de la síntesis celular, se consideró la cinética de Monod, hallándose los valores de kd = 12.67 1/h, KS = 7694.23 mg/l y umáx = 416.7 l/mg.h, con un factor de ajuste de 8.922. Se consideraron dos situaciones alternativas: cinética de primer orden y del tipo de Monod. Los parámetros determinados fueron: constante de velocidad de reacción para el modelo de 1er orden (k), velocidad específica máxima (umáx) y constante de saturación (KS) para el modelo de Monod, y parámetros de producción de biomasa (respiración endógena: kd, y síntesis celular: Y). En primer lugar se trabajó con el modelo cinético de primer orden, encontrándose la mejor correlación de los valores experimentales para k = 0.0373 l/mg.h, kd = 11.96 1/h, Y = 0.62, siendo el factor de ajuste χ2 = 21.18. Luego, considerando el mismo valor para el rendimiento de la síntesis celular, se consideró la cinética de Monod, hallándose los valores de kd = 12.67 1/h, KS = 7694.23 mg/l y umáx = 416.7 l/mg.h, con un factor de ajuste de 8.922. Los resultados muestran que si bien ambas alternativas producen una buena correlación de los valores experimentales, la cinética de Monod es la que proporciona el mejor ajuste. Sin embargo el estudio de sensibilidad indica que los parámetros de este modelo no resultan identificables lo cual lo hace no confiable.  En base a lo anterior se concluye que para el caso particular planteado resulta válida la propuesta de cinética de primer orden para representar el consumo de sustrato, mientras que en términos generales debe resaltarse la importancia de la herramienta informática para llevar a cabo este tipo de análisis.