MODELO DE BIOFILM APLICADO COMO SOFTWARE DE DISEÑO EN FILTROS PERCOLADORES PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

Abstract

En esta memoria se estudia el fenómeno biológico conocido como Biofilm, bajo el prisma de tratamiento de aguas servidas. Se explica el fenómeno y la estructura de Biofilms supuestas en modelos de estudios de aos anteriores, se ilustra la estructura ''micro'' real de los Biofilms y además se discute la forma más adecuada para modelarlos en términos macros. Posteriormente se introduce el fenómeno de Biofilm como proceso de tratamiento biológico de aguas servidas domésticas. En relación a esto se ilustran diferentes tipos de tratamiento biológico mediante diversos tipos de cultivo, fijo y suspendido. Ambos son estudiados, pero se da un mayor enfoque al tratamiento aerobio de cultivo fijo, dentro del cual existen diferentes métodos de aplicación (biodiscos, biofiltros aireados y filtros percoladores entre otros). Éste tipo de tratamiento, es un caso particular de Biofilm y por ende puede ser modelado como tal. El énfasis está en los filtros percoladores, describiendo su fenomenología, hidráulica, procesos químicos, físicos y biológicos. De esta manera, se desarrolla un modelo construido incorporando la teoría de biofilms a la unidad de biofiltro, lo cual corresponde a un enfoque diferente de la representación tradicional de biofiltros, orientada más en la línea empírico-experimental. Lo anterior sienta las bases para desarrollar un Software que permita el diseo de filtros, es decir determinar la geometría (altura, radio), tipo de medio soporte, velocidad de asperjado y tasa de recirculación. Esto se logra incorporando los datos afluentes del agua residual al modelo, se plantea un diseo propuesto (primera iteración) y con esto se calculan los parámetros de salida del reactor, frente a los cuales se decide si el diseo es adecuado. Posteriormente debido a que el modelo contempla algunas tasas y coeficientes obtenidos de la literatura, cuyos valores son propuestos dentro de ciertos rangos, este software se calibra variando estos valores, de manera que el modelo entregue resultados similares a plantas de tratamiento de aguas servidas reales encontradas en la literatura; luego se realiza un análisis de sensibilidad para observar el comportamiento del modelo mediante la variación de diferentes parámetros; y finalmente se aplica en un ejemplo para ilustrar la forma de trabajo del programa.