Tendencias en la modelación matemática de biorreactores con membranas sumergidas para el tratamiento de aguas residuales
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Subject
membrane bioreactors
mathematical modeling
extracellular polymeric substances
activated sludge
membrane fouling
calibration
biorreactores con membranas
modelación matemática
sustancias poliméricas extracelulares
lodos activados
colmatación de la membrana
mathematical modeling
extracellular polymeric substances
activated sludge
membrane fouling
calibration
biorreactores con membranas
modelación matemática
sustancias poliméricas extracelulares
lodos activados
colmatación de la membrana
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Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC)
En las últimas dos décadas, las tecnologías de los Biorreactores con Membranas Sumergidas han crecido exponencialmente debido a las ventajas que ofrecen sobre los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales, tales como: menor impacto ambiental, mejor calidad de los efluentes y un mejor control de los procesos; sin embargo, la principal desventaja de esta tecnología lo constituyen los costos asociados al proceso de colmatación de la membrana. La experimentación en estos sistemas demanda de un consumo considerable de recursos, tiempo y esfuerzos, razón por la cual la modelación matemática constituye una alternativa para la optimización de estos sistemas con un considerable ahorro de recursos y de tiempo. En el presente trabajo se realiza un análisis de la evolución de la modelación matemática de esos sistemas, específicamente de los modelos que integran los procesos biológicos con los procesos de filtración. Estos modelos integrados están constituidos por una versión extendida de los modelos de lodos activados (ASM), enlazados con modelos empíricos y/o determinísticos que describen la deposición de lodo sobre la membrana, que permiten predecir el comportamiento de la presión transmembranal. El enlace entre el sistema biológico y el sistema de colmatación de la membrana se realiza teniendo en cuenta la influencia de los sólidos suspendidos totales y de las sustancias poliméricas extracelulares solubles y enlazadas al flóculo en el proceso de colmatación de la membrana.
In the last two decades, the technologies of Submerged Membrane Bioreactors have grown exponentially due to the advantages they offer over conventional wastewater treatment processes, such as: lower environmental impact, better quality of effluents and better control of processes. However, the main disadvantage of this technology is the costs associated with the membrane fouling process. Experimentation in these systems requires considerable consumption of resources, time and efforts, that is why mathematical modeling constitutes an alternative for optimizing these systems with considerable savings in resources and time. In the present work, an analysis of the evolution of the mathematical modeling of these systems is carried out, specifically of the models that integrate biological processes with filtration processes. These integrated models are an extended version of the activated sludge models (ASM), linked to empirical and/or deterministic models that describe the deposition of sludge on the membrane, which allow predicting the behavior of the transmembrane pressure. The link between the biological system and the membrane fouling system is made taking into account the total suspended and soluble and bound extracellular polymeric substances influence on the membrane fouling process.
In the last two decades, the technologies of Submerged Membrane Bioreactors have grown exponentially due to the advantages they offer over conventional wastewater treatment processes, such as: lower environmental impact, better quality of effluents and better control of processes. However, the main disadvantage of this technology is the costs associated with the membrane fouling process. Experimentation in these systems requires considerable consumption of resources, time and efforts, that is why mathematical modeling constitutes an alternative for optimizing these systems with considerable savings in resources and time. In the present work, an analysis of the evolution of the mathematical modeling of these systems is carried out, specifically of the models that integrate biological processes with filtration processes. These integrated models are an extended version of the activated sludge models (ASM), linked to empirical and/or deterministic models that describe the deposition of sludge on the membrane, which allow predicting the behavior of the transmembrane pressure. The link between the biological system and the membrane fouling system is made taking into account the total suspended and soluble and bound extracellular polymeric substances influence on the membrane fouling process.
Description
Type
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Artículos
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Artículos
Source
Science, Environment and Climate; Vol. 5 No. 1 (2022): Science, Environment and Climate; 53-83
Ciencia, Ambiente y Clima; Vol. 5 Núm. 1 (2022): Ciencia, Ambiente y Clima; 53-83
2636-2333
2636-2317
10.22206/cac.2022.v5i1
Ciencia, Ambiente y Clima; Vol. 5 Núm. 1 (2022): Ciencia, Ambiente y Clima; 53-83
2636-2333
2636-2317
10.22206/cac.2022.v5i1