Modelo matemático que permita evaluar el cambio de la DBO5 soluble debido a agentes inhibitorios en un proceso de lodos activados

Abstract

El siguiente trabajo presenta un modelo matemático semifísico con base fenomenológica, basado en la velocidad de consumo y transferencia de oxígeno que represente el comportamiento de la DBO5 soluble bajo el efecto de agentes inhibitorios (detergentegrasa), estos componentes interfieren en la degradación biológica de la materia orgánica durante el proceso de tratamiento de aguas residuales. Las composiciones de las mezclas (detergente-grasa) se hallaron con la ayuda de un diseño de experimentos (22 factorial). Para la medición de la transferencia de oxígeno, los ensayos se realizaron en un reactor discontinuo por el método dinámico, y para la medición de la velocidad de consumo de oxígeno se usó un respirometro manométrico, como reactivos se utilizó agua residual sintética, detergente y una grasa de origen animal. El consumo de sustrato se basó en el supuesto de que hay degradación fraccionada de la mezcla detergente-grasa; la primera fase es una degradación primaria, que consiste en una hidrólisis con un crecimiento de biomasa casi nulo (fase de aclimatación), la segunda fase se refiere a un metabolito de la molécula original y la tercera es una fracción más lentamente biodegradable del metabolito secundario. Durante la fase de aclimatación la mezcla detergente-grasa altera el consumo de oxígeno por parte de los microorganismos, retardando su actividad de degradación durante un tiempo inicial, lo que se traduce en un cambio en el orden de reacción, tiempo de aclimatación y constante cinética de la DBO. Para poder comprender este fenómeno se introduce el concepto de DBO Equivalente, DBO5+I./Abstract. This paper presents a mathematical model based semiphysical phenomenological, based on the rate of oxygen consumption and transfer of representing the behavior of BOD5 soluble under the effect of inhibitory agents (detergent-fat), these components interfere with the biological degradation of organic matter during wastewater treatment. The compositions of the mixtures (detergent-fat) were found with the help of a design of experiments (22 factorial). For measuring the oxygen transfer tests were conducted in a batch reactor by the dynamic method and for measuring the oxygen consumption rate is used a manometric respirometer, as reagents synthetic wastewater was used, detergent and an animal fat. Substrate consumption was based on the assumption that fractional degradation of the detergent-fat mixture, the first phase is a primary degradation, which consists of a hydrolysis with an almost zero biomass growth (acclimation phase), the second phase refers to a metabolite of the parent molecule and the third is a slowly biodegradable fraction of secondary metabolite. During the acclimation phase detergentfat mixture alters the oxygen consumption by the microorganisms, slowing degradation activity during an initial time, which results in a change in the reaction order, acclimatize and kinetic constant BOD. To understand this phenomenon we introduce the concept of Equivalent BOD, BOD5+I.