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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 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.
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.
El presente libro tiene como objetivo general conocer los fundamentos y la aplicación de las tecnologías disponibles para el tratamiento biológico de las aguas residuales. Este libro pretende dotar a estudiantes, profesionales o investigadores de los conocimientos y habilidades necesarias para el pre-diseño de diferentes sistemas de tratamiento biológico de las aguas residuales y de los fangos producidos en el proceso. Para ello, se profundiza en el estudio de los procesos biológicos, cuyo uso generalizado en la depuración de aguas residuales urbanas y gran número de industriales, por una parte, y su gran complejidad, por otra, justifica la importancia de un estudio detallado de los mismos. Asimismo, se tratan aspectos fundamentales referentes a la microbiología de los procesos, la cinética y la estequiometría de las reacciones bioquímicas, tipos de procesos, esquemas de proceso, aplicabilidad, etc. Además, se aborda la problemática de la producción de fangos, así como el diseño de los distintos métodos de tratamiento existentes.
Esta obra pretende reforzar las bases teóricas del lector en el área del tratamiento de aguas residuales y enseñarle a utilizar una herramienta computacional moderna y de fácil manejo: el Matlab. Su objetivo es actualizar y facilitar el trabajo matemático relacionado con los datos y procedimientos utilizados en dicha área. Se intenta enseñar a operar con datos teóricos y experimentales según las condiciones y necesidades de proyectos reales, a fin de obtener un diseño óptimo del sistema de tratamiento de aguas residuales con la menor inversión de tiempo posible. Para ello, se abordan los conceptos teóricos más importantes de los diferentes procesos expuestos, pero con la finalidad de que el lector entienda las nociones y ecuaciones básicas, en lugar de retenerlas de forma aislada de todo contexto. También se enseña a realizar simulaciones y a visualizar los efectos de la variación de los parámetros de operación: con ello se adquiere una mejor comprensión tanto de esos conceptos teóricos como de los procesos. Los problemas y ejercicios presentados se resuelven con Matlab, desarrollando paso a paso las soluciones y simulaciones, con explicaciones muy detalladas sobre la función de cada uno de los comandos. Se espera que el lector logre detectar las distintas relaciones entre variables y pueda plantear y elaborar sus propios programas.