Implementación del modelo IWA ADM1 a la modelación y simulación del tratamiento anaerobio de los efluentes industriales de matadero en un reactor UASB

Abstract

El propósito principal de esta investigación es modelar y simular el tratamiento anaerobio de los efluentes industriales del Matadero Municipal de La Paz (MMLP) en un reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB por sus siglas en inglés). En primer lugar se ha instalado un reactor UASB de 7,5 l de capacidad y se trabajó a una temperatura constante de 35 °C, con una concentración de alimentación promedio de 2000 mg DQO M. Durante el trabajo experimental se varió el tiempo de retención hidráulica (TRH) y se obtuvo que la reducción de materia orgánica promedio fue de 85% para TRH=16 h, 69% para TRH=12 h y 58% para TRH=8 h, además el pH se mantuvo prácticamente constante. Paralelamente, se ha planteado un modelo fenomenológico para representar el proceso digestión anaerobia en el reactor y el mecanismo de reacción utilizado es el ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1). El comportamiento hidrodinámico del reactor fue analizado a partir de información encontrada en la literatura científica especializada y sirvió para el modelamiento del reactora partir de la conexión de 3 reactores de tanque con agitación continua (CSTR) en serie. Los resultados experimentales sirvieron para calibrary validar el modelo matemático que simula el comportamiento del pH, la reducción de materia orgánica y la producción de biogás. El modelo matemático tiene un coeficiente de correlación (R) de 0.9394 y se simuló el tratamiento de los efluentes industriales del Matadero Municipal de La Paz en las condiciones reales de la descarga, bajo distintas condiciones de operación, constituyéndose en un valioso aporte para el diseño final de la Planta de TratamientoThe main purpose of this research is to model and simulate the anaerobic treatment of industrial effluents from the Municipal Slaughterhouse of La Paz city in a UASB reactor. First, a UASB reactor of 7,5 l was installed working at a constant temperature of 35 ° C, with an average supply concentration of 2000 mg COD M. During the experimental work the hydraulic retention time (HRT) was varied and it was found that the average organic matter reduction was 85% for HRT = 16 h, 69% for HRT = 12 h and 58% for HRT = 8 h, in addition the value of pH remained constant. Simultaneously, a phenomenological model has been developed to represent the anaerobic digestion process in the reactor and the reaction mechanism used is ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1). The hydrodynamic behaviorof the reactor was analyzed based on information found in the scientific literature and it served for modeling the reactor as 3 continues stirred tank reactors (CSTR) connected in series. Experimental results were used in the calibration and validation of the mathematical model that simulates the behaviorof the pH, the reduction of organic matter and the production of biogas. The mathematical model has a correlation coefficient (R) that is 0.9394 and the treatment of industrial effluents from Municipal Slaughterhouse of La Paz on the actual conditions of discharge under different operating conditions were simulated, becoming a valuable contribution to the final design of the treatment plant effluents