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Procesos de descontaminación de aguas : cálculos informatizados avanzados

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Descripción

En este libro se exponen los cálculos de los procesos de descontaminación, que ocurren en las aguas, ya en ríos, ya en plantas depuradoras, realizando su modelización matemática, y su resolución informática, de la forma más sencilla para que técnicos de diferentes formaciones, que convergen en el ámbito de las aguas, puedan comprenderlos sin mayores dificultades, suministrándose las ecuaciones de aplicación y los programas que las resuelven, ya numérica o gráficamente, haciendo uso de los programas MatLab, Simulink y Maple.


Características

  • ISBN: 9788497323574
  • Páginas: 263
  • Tamaño: 17x24
  • Edición:
  • Idioma: Español
  • Año: 2005

Compra bajo pedidoDisponibilidad: 3 a 7 Días

Contenido Procesos de descontaminación de aguas : cálculos informatizados avanzados

La importancia del agua, se aprecia al considerar su enorme consumo en los países industrializados, alcanzándose, en medios urbanos, valores globales de hasta 650 litros por habitante y día, exigiéndose que el total de esa cantidad cumpla con la estricta normativa de alimento, aunque la mayor parte de esa cantidad se destine a otros usos. Uno de los problemas más importantes de los países del llamado tercer mundo, radica en la carencia de un abastecimiento de agua seguro. El agua en su uso se carga de sustancias, que le confieren propiedades perjudiciales para la salud de los organismos superiores, de modo que ha de ser descontaminada, en tal extensión que al ser devuelta a los cauces receptores, su impacto sea de mínima perturbación en el cauce natural receptor. La tecnología para depurar las aguas continúa renovándose en investigación y desarrollo, con nuevas aportaciones de procedimientos, materiales e instrumentación que mejoran los procesos de descontaminación existentes. En este libro se exponen los cálculos de los procesos de descontaminación, que ocurren en las aguas, ya en ríos, ya en plantas depuradoras, realizando su modelización matemática, y su resolución informática, de la forma más sencilla para que técnicos de diferentes formaciones, que convergen en el ámbito de las aguas, puedan comprenderlos sin mayores dificultades, suministrándose las ecuaciones de aplicación y los programas que las resuelven, ya numérica o gráficamente, haciendo uso de los programas MatLab, Simulink y Maple. El Capítulo 1 suministra datos físicos del agua, así como de una sinopsis de la química del agua, exponiendo la teoría básica, apoyada con ejemplos numéricos. El Capítulo 2 trata del oxígeno disuelto, exponiéndose el fundamento de la instrumentación de su medida y los temas de cálculos técnicos de regulación de los vertidos en los ríos, y autodepuración. El tema de regulación de vertidos da respuesta a las bases de la normativa de vertidos, en base a la calidad del cauce receptor que se quiere preservar en un determinado nivel de calidad. La autodepuración, materializada en ecuaciones, indica la capacidad que tiene un cauce para eliminar de forma natural los vertidos contaminantes incorporados, y en que extensión se percibe la influencia del vertido en el cauce receptor. Los Capítulos 3 y 4 tratan de la DB05 y la DQO, desarrollando ampliamente los fundamentos de estos principales indicadores generales de contaminación, y sus determinaciones experimentales. En los Capítulos 5 y 6 se realizan estudios, basados en el análisis y simulación de tanques de ecualización y sedimentadores de sólidos floculentos, exponiendo los cálculos y los programas, desde lo más simple, hasta la modelización completa, aplicados a estados estacionarios y dinámicos, con el objetivo de la obtención del diseño y la operación de los tanques de ecualización y sedimentadores. En el Capítulo 7, se hace una síntesis de los fundamentos de la Ingeniería de las Reacciones Químicas, suficiente para comprender el análisis, diseño y operación de los reactores discontinuos y continuos, ya de mezcla perfecta o de flujo pistón, aplicados en los procesos de las aguas. El Capítulo 8 trata de la modelización del tratamiento secundario de las depurador as de aguas residuales. Se expone la obtención de las ecuaciones del modelo matemático, así como su aplicación a estados estacionario y dinámico. Se finaliza este libro con un capítulo sobre respirometría de lados activos, técnica muy útil en análisis de operación rutinario en las depuradoras de aguas residuales, ya que permite de forma rápida alertar sobre incidencias en el rendimiento del proceso. La respirometría permite determinar la demanda bioquímica de oxígeno en tiempos extraordinariamente cortos, en relación a la determinación estándar; también esta técnica permite de forma sencilla la determinación de la toxicidad de vertidos, por medio de la inhibición respiratoria que provoca en la biomasa microbiana del ensayo. La nomenclatura y los modelos matemáticos utilizados siguen las recomendaciones de la IWA, International Association on Water. Deseo agradecer a los equipos directivos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y a las autoridades académicas, por permitir mi estancia en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos de la Universidad Poli técnica de Madrid.

ÍNDICE
 
Prólogo  
 
1. El agua  
1.1. Introducción  
1.2. Composición del agua  
1.3. Propiedades físicas del agua  
1.4. Sinopsis de la química del agua  
1.4.1. Solubilidad. Efecto del ión comÚn  
1.4.2. Precipitaciones químicas  
1.4.3. Autoprotolisis del agua. pH  
1.4.4. Fuerza de los ácidos y bases  
1.4.5. Hidrólisis  
1.4.6. Concentración activa  
1.4.7. Oxidación reducción  
1.4.8. rH  
1.4.9. Cambio iónico  
1.5. Agua en la atmósfera: lluvia ácida natural  
 
2. Oxígeno disuelto  
2.1. Introducción  
2.2. Solubilidad del oxígeno  
2.3. Regulación de los vertidos en los ríos  
2.4. Autodepuración de los ríos  
2.4.1. Desoxigenación  
2.4.2. Reoxigenación  
2.4.3. Déficit de concentración de oxígeno  
2.4.4. Evolución de la concentración de oxígeno causada por un vertido  
2.4.5. Determinación de las constantes de la autodepuración  
2.5. Amperometría del oxígeno disuelto  
2.6. Oxímetros  
2.7. Calibración de los oxímetros  
 
3. Demanda bioquímica de oxígeno  
3.1. Introducción  
3.2. Cálculo de la fórmula empírica del agua residual  
3.2.1. Rendimiento de producción de lados  
3.3. Requerimientos nutricionales de la DBO  
3.4. Conceptos relacionados con la DBO  
3.5. Medidores de la DBO  
3.6. Cinética de la DBO  
3.7. Determinación de las constantes cinéticas de la DBO  
3.7.1. Cálculo de la determinación de la DBO  
 
4. Demanda química de oxígeno  
4.1. Introducción  
4.2. Definición de la DQO  
4.3. Demanda química de oxígeno de sustancias puras  
4.4. Patrón para la medida de la DQO  
4.5. Interferencias en la determinación de la DQO  
4.6. Procedimiento y reactivos de la DQO  
4.7. Determinación de la absortividad  
4.7.1. Determinación de la f de patrones  
4.8. Demanda total de oxígeno  
4.9. Carbono orgánico total  
4.10. Coeficientes de transformación  
4.10.1. Relación de lados activos y absorción de nitrógeno  
4.11. Cálculo de muestras compuestas  
 
5. Modelos dinámicos de tanques  
5.1. Introducción  
5.2. Modelo dinámico de un tanque  
5.3. Análisis de un tanque de mezcla perfecta  
5.4. Transferencia de oxígeno-agua  
5.5. Diseño de tanques reguladores de caudal  
5.6. Simulación dinámica de un ecualizador  
 
6. Sedimentación de sólidos floculentos  
6.1. Introducción  
6.2. Generalidades de lados activos  
6.3. Velocidad de sedimentación  
6.4. Flujo de sólidos en el sedimentador  
6.5. Modelización del sedimentador secundario  
6.5.1. Modelo dinámico simplificado del sedimentador  
6.5.2. Modelo dinámico riguroso del sedimentador  
6.6. Determinación de retrasos y derivadas  
Cinética de reacciones y reactores  
 
7.1. Introducción  
7.2. Reacciones homogéneas  
7.3. Dependencia de la concentración  
7.3.1. Método integral de análisis de datos  
7.3.2. Método diferencial de análisis de datos  
7.4. Reacción de biodegradación  
7.4.1. Dependencia de la temperatura  
7.4.2. Dependencia del pH  
7.4.3. Limitación por nutrientes  
7.5. Reactores químicos  
7.5.1. Reactor continuo de mezcla perfecta  
7.5.2. Reactor de fiujo pistón  
7.6. Modelización de la degradación de la materia carbonácea  
7.7. Reactores reales  
7.7.1. Análisis de reactores en serie con trazadores  
7.8. Características de los reactores biológicos en la depuración de aguas  
7.8.1. Reactor de mezcla completa  
7.8.2. Reactor de fiujo pistón  
7.8.3. Reactores de mezcla perfecta en cascada  
7.8.4. Proceso contacto estabilización  
7.8.5. Proceso de alimentación escalonada  
7.9. Redimensionando reactores  
 
8. Modelado del proceso de Iodos activos  
8.1. Introducción  
8.2. Velocidad de dilución y lavado del reactor  
8.2.1. Reactor biológico sin recirculación  
8.3. Reactor biológico con recirculación  
8.4. Tasa de crecimiento y edad de Iodos  
8.5. Relación de recirculación de Iodos  
8.6. Modelo matemático del reactor biológico  
8.7. Modelo matemático del tratamiento secundario  
8.7.1. Modelo dinámico del proceso de lados activos  
8.7.2. Modelo estacionario del proceso de lados activos  
 
9. Respirometría de lados activos  
9.1. Introducción  
9.2. Oxidación bioquímica  
9.3. Consumo específico de oxígeno  
9.4. Respirogramas  
9.4.1. Determinación de la DBO en tiempo corto  
9.5. Toxicidad como inhibición respirométrica  
 
Referencias bibliográficas

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