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Modelo matemático para estimar el coeficiente de dispersión asociado al tamaño de partícula para el diseño de sedimentadores primarios para el tratamiento de aguas residuales industriales - RIIIT
Modelo matemático para estimar el coeficiente de dispersión asociado al tamaño de partícula para el diseño de sedimentadores primarios para el tratamiento de aguas residuales industriales
Los sedimentadores de aguas residuales son muy utilizados en los tratamientos primarios y secundarios. En este trabajo se experimentó en un sedimentador para aguas residuales industriales preparadas con tierra con un tamaño de partícula de 0.1 mm y 0.05 mm, se determinaron los sólidos suspendidos totales (SST) con la Norma Mexicana NMX-AA-034-SCFI-2015, a varios tiempos y diferentes alturas de la columna de sedimentación. Se modeló usando la ley de Stokes para el cálculo de la velocidad de las partículas y la ley de Fick con las condiciones de frontera, resolviendo la ecuación con el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden y con estimación de parámetros por medio de mínimos cuadrados, para conocer el coeficiente de dispersión D_E, obteniéndose un coeficiente de dispersión de 0.00799998 m2/s para 0.1 mm y de 0.00150000 m2/s para 0.05 mm y con el coeficiente de dispersión se obtuvo el perfil de sedimentación de los SST. Posteriormente, se diseñó un sedimentador para aguas residuales industriales, con un caudal de 1235.865 m3/día y con una eficiencia de remoción de sólidos suspendidos totales hasta del 70%. Los parámetros que se analizaron para conocer el desempeño del sedimentador primario fueron: área, diámetro, volumen y profundidad efectiva del sedimentador primario. Se encontró que el coeficiente de dispersión se incrementa al aumentar el tamaño de partícula, disminuyendo las dimensiones del sedimentador. En el caso de un tamaño de partícula menor, el coeficiente de dispersión disminuye y las dimensiones del sedimentador primario aumentan. Se modelaron los datos de SST reportados en literatura de tratamiento de aguas residuales industriales, obteniendo el coeficiente de dispersión y se diseñaron los sedimentadores primarios, encontrando resultados muy similares de los parámetros de diseño obtenidos por los autores. Por lo tanto, se reporta el método de diseño de sedimentadores primarios basado en el modelo propuesto como una innovación tecnológica que puede aplicarse en las industrias para el tratamiento de sus aguas residuales industriales, eliminando posibles errores visuales del diseño tradicional.
Palabras clave: Agua residual, diseño, modelamiento, sedimentador primario.
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