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En las últimas decadas, el conocimiento y entendimiento del tratamiento de aguas residuales ha avanzado extensamente evolucionando de enfoques basados en procedimientos meramente empíricos a enfoques con principios básicos que abarcan la química, microbiología, física, ingeniería de procesos y matemáticas. La gran mayoría de estos avances han madurado a tal grado que han sido codificados en modelos matemáticos para su simulación en computadoras. Para una nueva generación de jóvenes científicos e ingenieros que ingresan al área del tratamiento de aguas residuales, la cantidad, complejidad y diversidad de estos nuevos desarrollos puede ser abrumador, particularmente en países en vías de desarrollo donde no existe un fácil acceso a cursos avanzados de postgrado en tratamientos de aguas residuales. Este libro tiene como objetivo resolver esta deficiencia ya que compila e integra el material de diversos cursos de postgrado de más de una docena de grupos de investigación de todo el mundo que han hecho contribuciones significativas para el desarrollo del tratamiento de aguas residuales. Cabe resaltar que la edición en inglés del presente libro, forma parte de un plan de estudios en tratamiento biológico de aguas residuales que incluye: • Resúmenes de las presentaciones y clases de los temas cubiertos en el libro • Videos de las clases de los profesores autores de los capítulos del libro • Ejercicios de auto-aprendizaje para los participantes en los cursos Al término del plan de estudios antes mencionado, los últimos avances en modelación y simulación de la operación y diseño de los sistemas de tratamiento de aguas residuales (ya sean lodos activados, procesos de remoción biológica de nitrógeno y fósforo, clarificadores secundarios o sistemas de biopelículas) pueden ser abordados con mayor profundidad, conocimientos más avanzados y mayor confianza.
El presente libro es resultado de una investigación que expone las consideraciones técnicas y científicas para el diseño de un nuevo reactor aeróbico modificado a flujo pistón y un sedimentador de flujo helicoidal para la remoción de contaminantes presentes en las aguas residuales. El reactor biológico aeróbico y el sedimentador antes mencionados fueron evaluados y operados en planta piloto, y de esta manera se obtuvieron resultados favorables para la descontaminación del agua.
Este proyecto se centra en la ampliación del tratamiento de aguas residuales de la planta de colorantes que la empresa Clariant tiene en El Prat de Llobregat. El proceso de producción es de tipo batch y está afectado por los cambios frecuentes en la moda, reducciones de campañas y racionalización de la producción, hecho que tiene una gran repercusión en las características y variabilidad de las aguas residuales. El tratamiento de aguas residuales de la empresa está formado por dos procesos en serie; un tratamiento físico-químico y un posterior biológico. El cambio más significativo que va a sufrir la fábrica es la transferencia desde otra planta de la producción de colorantes para papel. Como consecuencia, se prevé un aumento del volumen de aguas residuales y variación en la tipología de las aguas residuales. Dadas las características del futuro efluente se decide ampliar el tratamiento biológico. Para ello se proponen dos posibles soluciones. La primera consiste en la implantación de un nuevo tipo de tratamiento biológico que engloba el proceso clásico de fangos activos añadiendo membranas de ultrafiltración al final del proceso, el MBR (Membrane Bioreactor). Este tipo de tratamiento tiene como principal ventaja la compacidad del sistema. La segunda opción es la construcción de una segunda línea de tratamiento biológico, aplicando el tipo de proceso implantado en la actualidad, el SBR (Sequencing Batch Reactor). El objetivo de este proyecto es determinar la solución más adecuada para la empresa. Debido a que no se tiene experiencia con la primera propuesta, se realiza un estudio a nivel de planta piloto. El análisis de los resultados obtenidos, valorando diferentes parámetros de operación y de calidad de las aguas, determinará la viabilidad técnica de esta propuesta. Con los datos del estudio en planta piloto y otros datos obtenidos de la experiencia con la planta existente y las características de las aguas, se realiza el diseño básico de las instalaciones para las dos alternativas propuestas. Para conseguir una comparativa exhaustiva se realiza un estudio económico, de explotación y estudio de impacto medioambiental.
El objeto de este libro es analizar diversos problemas desde el punto de vistadel Ingeniero, o precisar algunos aspectos que tienen gran interés para un correcto dimensionamiento de un sistema de tratamiento biológico. Se proporcionan datos prácticos de los diversos parámetros que influyen en los cálculos, aportando los autores su propia opinión sobre los valores más recomendables que deben adoptarse para un diseño razonable de un tratamiento biológico. Igualmente se ha procurado elegir los valores de las variables más razonables para facilitar a los técnicos la acometida al diseño de un proyecto de depuración biológica. El libro se completa con unos capítulos dedicados a cálculos hidráulicos, a pesar del carácter monográfico del tema tratado. Se incluyen las fórmulasde cálculo más usuales, con un apartado dedicado al estudio de los registros de las redes de saneamiento, y otro con el cálculo de tuberías de conduccionesde fangos, aspectos que no se encuentran muy frecuentemente en los manuales deHidráulica.INDICE: Medida de contaminación orgánica. Principios básicos de la oxidación biológica. Características de las aguas residuales urbanas. Fundamentos de los fangos activados. Eliminación de la contaminación orgánica. Eliminación dela contaminación nitrogenada. Eliminación de fósforo en las aguas residuales.Aeración prolongada. Cubas de aeración. Reactores anóxicos. Sistemas de aeración. Recirculación. Decantación secundaria. Examen de los fangos activados. Problemas de explotación de los fangos activados. Lechos bacterianos. Definiciones diversas. Pérdidas de carga por rozamiento. Paso de un depósito a una tubería en carga o a un canal en régimen libre. Paso de una tubería en carga, o de un canal en régimen libre, a un depósito. Orificios y vertederos. Codos unionesy derivaciones. Rejas. Registros o arquetas. Pérdidas de carga en las conducciones de fango.