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La Buena La Buena Presentation Transcript

    • Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica
    • “ Modelos matemáticos para predecir las eficiencias de remoción de materia orgánica en humedales artificiales”
    • Fátima del Rosario Jiménez Sánchez
    • Asesor:
      • M. C. Samuel Enciso Sáenz
  • ¿Qué es un humedal?
    • Humedal
    Flujo Nivel de Agua Vegetación Vertical Horizontal Superficie Libre Subsuperficiales Flotante Emergente Sumergente
  • Delimitación del área de estudio HUMEDAL ARTIFICIAL HIDRÁULICA Forma, pendiente, vegetación y sustrato. TÉRMICA Balances de calor y pérdidas por evotranspiración CINÉTICA Caracterización y modelación matemática
  • Modelos matemáticos reportados
    • Reed (1991): Propone la ecuación básica de los reactores flujo pistón
    • Kt: Constante de reacción de primer orden dependiente de la temperatura y del contaminante que se quiere eliminar.
  • Modelos matemáticos reportados
    • Francia (2000):
    • Ecuación de los reactores flujo pistón.
    • Considera la misma ecuación, considerando además las características hidráulicas del sistema.
    • Utilizando los modelos anteriores.
  • Objetivo General
    • Modeliza r matemáticamente las cinéticas de degradación de aguas residuales en humedales artificiales de flujo subsuperficial a nivel laboratorio.
  • Objetivos Específicos
    • Caracterizar algunos parámetros fisicoquímicos de un humedal artificial, mediante cinéticas de degradación de un agua residual sintética.
    • Modelizar matemáticamente los humedales artificiales utilizando modelos empíricos .
  • a) Construcción de los humedales 7 cm. de arena 17.5 cm. de Grava o Piedra Pómez ½ in 7 cm. de lodo Vegetación Alimentación de agua residual Efluente
  • Operación del sistema A H 1 H 4 H 2 H 3 B 1 B 2
  • Diseño Experimental 0.8% Typha Grava 4 1% Typha Piedra Pómez 3 0.8% Algodón Piedra Pómez 2 1% Algodón Grava 1 Pendiente Planta Medio de soporte Humedal
  • Condiciones iniciales
    • pH
    • Temperatura
  • Cinéticas de remoción
    • Grava
    • Piedra pómez
    • Algodón
    • Typha
    • 1%
    • 0.8%
  • ANOVA para la DQO 0.1136 2.60 PENDIENTE 0.9927 0.00 MEDIO DE SOPORTE 0.0468 4.18 PLANTA 0.0000 80.62 TIEMPO F<P F calculada Fuente de variación
  • Modelos matemáticos DQO = 405.985 – 3.95326t – 6.08938 P – 0.0275 S + 4806.87 w EXPERIMENTAL TEORICO Análisis de Regresión Múltiple 0.3344 4806.87 Pendiente 0.9956 -0.0275 Soporte 0.2225 -6.08938 Planta 0.0000 -3.95326 Tiempo 0.0000 405.985 Constante F>P Estimación Parámetro
  • Modelos matemáticos Modelo Regres. Pol. 4 Propuesto 3 Flujo Piston 2 Regresion 1 Origen Núm. de Modelo
  • a) Coeficientes de regresión por cada humedal 95.75% 92.32% 95.56% 93.40% 4 93.67% 96.45% 96.53% 96.42% 3 86.24% 92.44% 96.08% 94.47% 2 86.90% 86.48% 91.33% 91.76% 1 Humedal 4 Humedal 3 Humedal 2 Humedal 1 Modelo
  • b) Para los cuatro humedales 92.5223 4 94.1268 3 90.62 2 86.6036 1 R 2 Modelo
  • Conclusiones.
    • Todos los modelos probados son adecuados para predecir la DQO en el efluente de los humedales artificiales, sin embargo el modelo que mejor coeficiente de correlación presentó fue:
    • De acuerdo con los resultados de Taguchi, los humedales plantados con algodón, con pendiente del 1% y grava como medio de soporte resultan ser los mas eficientes en la remoción de contaminantes.
    • Si la temperatura ambiente lo permite en varias comunidades del estado de Chiapas se puede emplear el algodón como planta para un humedal artificial y aprovechar el producto generado.