Modelo CFD para caracterizar el transporte del retardante de llama BDE 99 en una laguna facultativa usada para el tratamiento de aguas residuales municipales
Resumen
Se construyó un modelo CFD-3D para representar el transporte del retardante BDE 99 en una laguna facultativa de área superficial 83,22 m2, profundidad 1,48 m y tiempo de retención hidráulico 3,99 días,incluyó una mezcla de agua, sólidos suspendidos y retardante. Se utilizó ANSYS Inc. Fluent® (V.16.1). Los resultados se validaron con un estudiode trazadores, pruebas de bondad de ajuste y datos experimentales de la concentración del retardante.El modelo representa con una exactitud de 74 % los datos experimentales de concentración de retardante en el efluente y simula correctamente el tiempo de aparición (2 h) del pico de máxima concentración de trazador.La desviación media absoluta y media relativa presentaron porcentajes de error entre el modelo y los datos experimentales de 2 % y 11 % respectivamente. La sumatoria de errores al cuadrado para el modelo y datos experimentales fueron 0,130 y 0,390 respectivamente. En conclusión, el modelorepresentacorrectamente el campo de velocidad del fluidoy el transporte del retardante de llama, coneste se podrían evaluar mejoras de diseño que optimicen la eliminación de estos contaminantes orgánicos en las lagunas facultativas.
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Citas
Butler E., Hung Y., Suleiman M., Yeh R., Liu R., y Fu Y.: Oxidation pond for municipal wastewater treatment. Applied Water Science, (2015)https://doi.org/10.1007/s13201-015-0285-z
Olukanni D., y Ducoste J.: Optimization of waste stabilization pond design for developing nations using computational fluid dynamics. Ecological Engineering, Vol. 37(11)(2011) 1878–1888. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.06.003
Cai T., Park S., y Li Y.: Nutrient recovery from wastewater streams by microalgae: Status and prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 19 (2013) 360–369. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.030
Pham D., Everaert G., Janssens N., Alvarado A., Nopens I., y Goethals, P.: Algal community analysis in a waste stabilisation pond. Ecological Engineering, Vol. 73 (2014) 302–306. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.09.046
Fukami K., Nishijima T., y Ishida Y.:Stimulative and inhibitory effects of bacteria on the growth of microalgae. Hydrobiologia, Vol. 358(1997) 185–191.
Mara D.:Domestic Wastewater treatment in Developing Countries. Earth Scan Pub. London UK, (2004)
Deng D., y Tam N.:Adsorption-uptake-metabolism kinetic model on the removal of BDE-47 by a Chlorella isolate. Environmental Pollution, Vol. 212 (2016) 290–298. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.01.063
Kim M., Guerra P., Theocharides M., Barclay K., Smyth S., y Alaee M.:Parameters affecting the occurrence and removal of polybrominated diphenyl ethers in twenty Canadian wastewater treatment plants. Water Research, Vol. 47(7) (2013) 2213–2221. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.01.031
Aponte A.:Innovación mediante modelado hidrodinámico y ecológico de lagunas facultativas secundarias para la reducción de la contaminación hidríca por aguas residuales municipales en zonas tropicales. Universidad del Valle. Cali-Colombia, (2013).
Broughton A., y Shilton A.: Tracer studies on an aerated lagoon. CEUR Workshop Proceedings, Vol. 1542 (2012) 33–36. https://doi.org/10.2166/wst.2012.906
Castro N.Optimización de métodos analíticos en la determinación de contaminantes orgánicos persistentes en aire y sedimentos. Universidad del Valle. Cali-Colombia, (2018).
ANSYS.:Ansys Fluent Theory Guide. Ansys, Ed. Vol. 15317. New York, (2013).https://doi.org/10.1016/0140-3664(87)90311-2
Stafford D., Hawkes D. y Horton R.:Methane production from waste organic matter. CRC Press.Boca Raton FL, (2013).https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
Environmental Protection Agency USEPA.: Waste water collection, treatment and storage. USEPA Ed. Ap-42Vol. 80. Washington, D.C. (1995).
Huggins D., Piedrahita R., y Rumsey T.: Analysis of sediment transport modeling using computational fluid dynamics (CFD) for aquaculture raceways. Aquacultural Engineering, Vol. 31(3–4) (2004) 277–293. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2004.05.007
Pevere A., Guibaud G., Van Hullebusch E., Lens P., y Baudu, M.: Viscosity evolution of anaerobic granular sludge. Biochemical Engineering Journal, Vol. 27(3) (2006) 315–322. https://doi.org/10.1016/j.bej.2005.08.008
Environmental Protection Agency USEPA.:Toxicological Review of BDE 209. USEPA Ed. Washington, D.C, 2010.
Su P., Hou C., Sun D., Feng D., Halldorson T., Ding Y., Tomy G.: Laboratory study of the particle-size distribution of Decabromodiphenyl ether (BDE-209) in ambient air. Chemosphere, Vol. 144 (2016) 241–248. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.08.049
Versteeg M.:An introduction to computational fluid dynamics. The finite volume method. Longman Group Ltd, Ed. New York, 1995.
Ramesh B., y Nilesh G.: Modeling of Residence Time Distribution in FLUENT. Ecological Modelling, Vol. 35(4) (2015) 1–3.
Pérez J., Aldana G., y Arguello G.: Modelo de Dispersión Axial para Sistemas de Flujo Continuo Ajustado a las Condiciones de Borde. InformaciónTecnológica, Vol. 27(1) (2016) 169-180. https://doi.org/10.4067/S0718-07642016000100018
Lin A., Debroux j., Cunningham J. y Reinhard M.:Comparison of rhodamine WT and bromide in the determination of hydraulic characteristics of constructed wetlands.Ecological Engineering, Vol. 20(1) (2003) 75–88.https://doi.org/10.1016/S0925-8574(03)00005
Pérez N., Peña M. y Sanabria J.: Comunidades bacterianas involucradas en el ciclo del nitrógeno en humedales construidos. Ingeniería y Competitividad, Vol. 11(2)(2011) 83–92.
Alvarado A., Sanchez E., Durazno G., Vesvikar M., y Nopens I.: CFD analysis of sludge accumulation and hydraulic performance of a waste stabilization pond. Water Science and Technology, Vol. 66(11) (2012) 2370–2377. https://doi.org/10.2166/wst.2012.450
ANSYS.:Ansys Fluent 14.0 Tutorial Guide. Ansys INC, Ed., Vol. 15317. New York, 2009. https://doi.org/10.1016/0140-3664(87)90311-2
Sah L., Rousseau L., Hooijmans C., y Lens L.:3D model for a secondary facultative pond. Ecological Modelling, Vol. 222(9) (2011) 1592–1603. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2011.02.021
Leal J., Esteves V., y Santos E.: BDE-209: Kinetic studies and effect of humic substances on photodegradation in water. Environmental Science y Technology, Vol. 47(24) (2013) 14010–14017. https://doi.org/10.1021/es4035254
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