Abstract:
|
Els aiguamolls construïts són sistemes de tractament d’aigües residuals. Es tracta de basses reblertes de graves i plantades amb plantes típiques de zones humides en les quals l’aigua es depura per la interacció entre microorganismes, plantes i contaminants presents en l’aigua. Degut a la gran complexitat i a la simultaneïtat dels processos que tenen lloc al seu interior, existeixen grans llacunes de coneixement sobre el seu funcionament general. Durant les últimes dècades s’han desenvolupat diversos models numèrics per tal de cobrir aquestes mancances. Aquesta tesina es realitza entorn del model aplicat a aiguamolls construïts anomenat BIO_PORE i desenvolupat en la plataforma COMSOL MultiphisicsTM. Aquest model utilitza les expressions biocinètiques del model CWM1, que estan basades en les equacions de la sèrie de models ASM per fangs activats (processos aerobis) i ADM per digestió anaeròbia (processos anaerobis). El model BIO_PORE va ser calibrat en un estudi anterior fent servir dades experimentals obtingudes durant un període d’un any d’una planta pilot. En aquest treball es van introduir dos paràmetres empírics (M_max i Act_biof) a la formulació original del CWM1, que els mateixos autors discuteixen que fan necessari un estudi de sensibilitat per conèixer el seu efecte en els resultats. A més, la manca de capacitat computacional va impedir un estudi detallat de la sensibilitat de la malla. Així doncs, els objectius d’aquest treball són optimitzar la malla a utilitzar per reduir els costos computacionals i finalment analitzar la sensibilitat dels dos paràmetres esmentats anteriorment. L’estudi de sensibilitat de la malla es va dur a terme analitzant les concentracions de Demanda química d’oxigen (DQO) i nitrogen amoniacal (SNH) a la sortida de l’aiguamoll utilitzant diferents malles. L’estudi de la malla s’inicia amb uns models simplificat de 2 grups bacterials (SM1 i SM2), i s’incrementen els grups bacterials progressivament fins al model complet (6 grups bacterials). S’ha pogut justificar la utilització de la malla creada pels autors. També s’ha vist que la relació entre el nombre d’elements i el temps de computació és lineal. Per altra banda, s’han fet diferents simulacions variant els valors dels paràmetres d’estudi (M_max i Act_biof) per tal de saber la influència que tenen aquests paràmetres en les concentracions efluents de DQO i SNH. Els resultats demostren que M_max i Act_biof influeixen, en un grau bastant modest, en les concentracions de SNH a la sortida (variació màxima d’un 11%), però sí que tenen una influència significativa en el registre de la DQO (variació màxima de 39%). |