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Développement de modèles dynamiques pour la simulation et l'optimisation de bioréacteurs à membranes immergées pour le traitement d'eaux usées

Zarragoitia Gonzalez, Alain (2009) Développement de modèles dynamiques pour la simulation et l'optimisation de bioréacteurs à membranes immergées pour le traitement d'eaux usées. (Desarrollo de modelos dinamicos para la simulacion y optimizacion de biorreactores con membrana sumergida para el tratamiento de aguas residuales.)

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1.96 Mo

Abstract

En la presente tesis se reflejan los estudios realizados en un biorreactor con membrana sumergida, tecnología que se utiliza para el tratamiento de efluentes residuales. Se presentan de forma detallada la modelación de este proceso, la validación de los modelos desarrollados, así como los resultados de la simulación y optimización realizados con los modelos. Entre los nuevos aportes al conocimiento científico del trabajo se encuentran los siguientes: - Un nuevo modelo dinámico que integra por primera vez, para estos sistemas, muchas de las variables y los principales fenómenos que ocurren durante el proceso de filtración y tratamiento de las aguas residuales utilizando los BMS. Lo cual constituye un aporte novedoso para el análisis y desarrollo de esta tecnología. - Se logró por primera vez cuantificar mediante simulación la influencia y el efecto de la aireación sobre el proceso de colmatación de las membranas, así como la influencia de la sincronización de los ciclos de filtración y aireación de burbujas gruesas. Todo esto tomando en cuenta el comportamiento de la biomasa, la generación de sustancias colmatantes y las características de la alimentación. Se validaron los resultados que ofrece el modelo mediante la comparación con resultados experimentales. - Se reporta por primera vez la optimización de las condiciones operacionales de un sistema BMS utilizando el diseño de experimento para la simulación, partiendo de los resultados obtenidos utilizando los modelos desarrollados. ABSTRACT : This thesis studies a submerged membrane bioreactor (MBR) technology that is used to treat effluents. We present in detail the modeling of this process, the validation of developed models, and the results of simulation and optimization carried out with the above mentioned models. The new contributions to scientific knowledge of this work are the following: - A new dynamic model that integrates for such systems, many of the variables and the main phenomena occurring during the process of filtration in MBR wastewater treatment. That constitutes an original contribution to the analysis and development of this technology. – The simulation allows to achieve the quantification of the influence and effect of aeration on the process (membranes fouling) and the influence of the sequencing of the filtration and coarse bubbles aeration cycles. All that takes into account the behavior of biomass, the generation of exopolymeric substances and inlet characteristics. The results provided by the model are validated by comparison with experimental results. – An optimization of MBR operating conditions using the experimental design for simulation, is reported based on the results obtained using the developed models

Other Institution (co-tutelle):Université de la Havane (Cuba)
Department:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Albasi, Claire and Jauregui-Haza, Ulises
Uncontrolled Keywords:Membrane bioreactor - Wastewater treatment - Dynamic modelisation
Subjects:Process engineering > Process and environmental engineering
Deposited On:27 August 2009

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