Contenido Tratamiento de aguas residuales con MATLAB

Esta obra pretende reforzar las bases teóricas del lector en el área de 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.

Tabla de contenidos

INTRODUCCIÓN
   
Capítulo I. REUTILIZACION DE AGUA EN LA INDUSTRIA    
   
Introducción    
Ejemplo de reciclaje de agua en una industria    
Programa Reciclo    
Resultado del programa Reciclo    
Problemas    
   
Capítulo II. CINÉTICA QUÍMICA Y REACTORES    
   
Efecto de la temperatura en las reacciones    
Tipos de cinéticas    
Ejemplo de cinética química utilizando Matlab    
Reactores    
Balance de masa en reactores por lote    
Ejemplo del desempeño del reactor por lote    
Reactores continuos    
Comportamiento de trazadores en reactores    
a) Flujo pistón    
b) Mezcla completa    
Balance de masa en reactores continuos de mezcla completa    
Variación de la concentración de sustrato en función del tiempo en estado no estacionario (Runge-Kutta)    
Ejemplo de variación del sustrato en un reactor continuo de mezcla completa (modelo dinámico) para estado no estacionario con cinética química de orden variable    
Balance de masa en reactores continuos de flujo pistón    
Reactores continuos en serie de mezcla completa    
Problemas    
   
Capítulo III. AIREACIÓN EN SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES    
   
Introducción    
Medición del coeficiente de transferencia de oxígeno (kla), por el método del sulfito    
Medición del coeficiente de transferencia de oxígeno (kla), por el método dinámico    
Ejemplo para calcular el kla con base en datos experimentales    
kla del agua limpia (agua de la llave)    
kla del agua residual (klaw)    
Ejemplo para diseñar un sistema de aireación (aireadores de superficie)    
Problemas    
   
Capítulo IV. SEDIMENTACIÓN DE LODOS BIOLÓGICOS    
   
Proceso de sedimentación    
Diseño de sedimentadores secundarios    
Cálculo del área de clarificación (Ac)    
Cálculo del área de espesamiento (Ae)    
Método para obtener el flux de sólidos (Fti)    
Ejemplo de diseño de sedimentadores secundarios    
Problemas    
   
Capítulo V. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS BIOCINÉTICOS    
   
Parámetros biocinéticos: algunos apuntes    
Propiedades de los lodos    
Ecuaciones para la obtención de los parámetros biocinéticos    
a) Obtención de las constantes de remoción de materia orgánica (sustrato)    
b) Obtención de V así como de kd    
Edad de lodos    
c) Obtención de los parámetros a,b    
Ejemplo de parámetros biocinéticos    
Comparación entre los modelos y el comportamiento experimental    
Comportamiento de un reactor biológico por lote    
Programa lotemonod.m    
Problemas    
   
Capítulo VI. MODELACIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS    
   
Reactores biológicos con recirculación    
Balances de masa en sistemas de lodos activados (modelación)    
Simulaciones en sistemas de lodos activados    
Efecto de la variación del caudal de desecho (Qw) en el comportamiento del sistema de lodos activados    
Efecto de la variación del caudal de reciclo (Qr) en el comportamiento del sistema de lodos activados    
Efecto de la variación del caudal de desecho (Qw) y del caudal de reciclo (Qr) en el comportamiento del sistema de lodos activados    
Efecto de la temperatura en el comportamiento de un sistema de lodos activados    
Problemas    
   
Capítulo VII. BIODISCOS ROTATORIOS (RBC)    
   
Introducción    
Diseño de biodiscos rotatorios    
Biodiscos rotatorios en serie    
Ejemplo de diseño de sistema de biodiscos (RBC)    
Problemas    
   
SOLUCIONES DE PROBLEMAS    
   
Solución de problemas del capítulo I    
Solución de problemas del capítulo II    
Solución de problemas del capítulo III    
Solución de problemas del capítulo IV    
Solución de problemas del capítulo V    
Solución de problemas del capítulo VI    
Solución de problemas del capítulo VII    
   
BIBLIOGRAFÍA    
   
ÍNDICE