lndice general Prólogo XIX

Transcripción

1 , lndice general Prólogo XIX 1. Química del agua 1.1. Introducción Composición del agua 1.3. Propiedades físicas del agua Sinopsis de la química del agua Solubilidad. Efecto del ión común Precipitaciones químicas Autoprotolisis del agua. ph Fuerza de los ácidos y bases Hidrólisis Hidrólisis de sales de ácidos o base fuertes Hidrólisis de sales de ácidos y base débiles Concentración activa

2 X Índice general Oxidación reducción rh Dureza de las aguas Detergencia Cambio iónico Agua en la atmósfera: lluvia ácida natural Problemas Oxígeno disuelto Introducción Solubilidad del oxígeno 2.3. Regulación de los vertidos en los ríos Autodepuración de los ríos Desoxigenación Reoxigenación Déficit de concentración de oxígeno Evolución de la concentración de oxígeno causada por un vertido Amperometría del oxígeno disuelto Oxímetros Calibración de los oxímetros Sonda óptica de oxígeno disuelto Desinfección Introducción Dinámica de la desinfección Desinfección con ozono Desinfección con dióxido de cloro Desinfección con luz ultravioleta. 109

3 Índice general XI 3.6. Desinfección con cloro Análisis de cloro en las aguas potables Problemas Demanda bioquímica de oxígeno 4.1. Introducción Cálculo de la fórmula del agua residual Rendimiento de producción de lodos 4.3. Requerimientos nutricionales de la DBO Conceptos relacionados con la DBO 4.5. Disolución de sales nutrientes Medidores de la DBO Cinética de la DBO Determinación de las constantes cinéticas de la DBO Cálculo de la determinación de la DBO 4.9. Calidad del agua y la DBO DBO de efluentes industriales 5. Demanda química de oxígeno 5.1. Introducción Definición de la DQO Demanda química de oxígeno de sustancias puras 5.4. Patrón para la medida de la DQO Interferencias en la determinación de la DQO 5.6. Procedimiento y reactivos de la DQO Determinación de la absortividad Determinación de la f de patrones 5.8. Demanda total de oxígeno 5.9. Carbono orgánico total

4 XII Índice general Demanda teórica de oxígeno o o Coeficientes de transformación Relación de lodos activos y absorción de nitrógeno Cálculo de muestras compuestas Vertidos industriales o o o o Modelos dinámicos de tanques Introducción o o o o o o o o o Modelo dinámico de un tanque Análisis de un tanque de mezcla perfecta Transferencia de oxígeno-agua o o o o o o Diseño de tanques reguladores de caudal Cálculo gráfico de un ecualizador Cálculo numérico de un ecualizador o 6060 Simulación dinámica de un ecualizador 607 o Problemas o o o o o o o o o o o o o Sedimentación de sólidos floculentos Introducción o o o o o o o o o o o Generalidades de lodos activos Velocidad de sedimentación o o Flujo de sólidos en el sedimentador o Modelización del sedimentador secundario Modelo dinámico simplificado del sedimentador Modelo dinámico riguroso del sedimentador o Cinética de reacciones y reactores Introducción o o o o o o o Reacciones homogéneas 224

5 Índice general XIII Alternativas a la ecuación de Monod Dependencia de la concentración Método integral de análisis de datos Método diferencial de análisis de datos Reacción de biodegradación Dependencia de la temperatura Dependencia del ph Limitación por nutrientes Reactores químicos Reactor continuo de mezcla perfecta Reactor de flujo pistón Modelización de la degradación de la materia carbonácea Depuración de aguas residuales en humedales artificiales Reactores reales Análisis de reactores en serie con trazadores Características de los reactores biológicos en la depuración de aguas Reactor de mezcla completa Reactor de flujo pistón Reactores de mezcla perfecta en cascada Proceso contacto estabilización Proceso de alimentación escalonada Proceso de oxidación extendida y sedimentación en una misma balsa O. Redimensionando reactores Problemas Modelización del proceso de lodos activos 9.1. Introducción

6 XIV Índice general 9.2. Velocidad de dilución y lavado del reactor Reactor biológico sin recirculación Relación de recirculación de lodos Reactor biológico con recirculación Tasa de crecimiento y edad de lodos Modelo matemático del reactor biológico Valores de los parámetros cinéticos Simulación del reactor biológico en estado estacionario Evolución del sustrato en el sedimentador Modelo matemático del tratamiento secundario Modelo dinámico del proceso de lodos activos Modelo estacionario del proceso de lodos activos Eliminación biológica de nitrógeno y fósforo Introducción Transformaciones relevantes del nitrógeno Formas del nitrógeno Impacto de los compuestos nitrogenados Caracterización de los compuestos nitrogenados Estequiometría de la nitrificación Oxígeno demandado Consumo de alcalinidad Producción de biomasa nitrificante Cinética del proceso de nitrificación Degradación de autótrofos Conversión del nitrógeno orgánico a amonio Factores que afectan la cinética de nitrificación Efecto de la concentración de oxígeno disuelto 347

7 Índice general XV Efecto del ph en la nitrificación Efecto de la temperatura O. Edad de lodos Desnitrificacion Características microbiológicas de la desnitrificación Estequiometría de la desnitrificación Desnitrificación con metanol Cinética de la desnitrificación Desarrllo de los desnitrificantes Hidrólisis de las partículas orgánicas Degradación de los desnitrificantes Representación matricial de la desnitrificación El fósforo en las aguas residuales Impacto del fósforo Sistemas de eliminación del fósforo Fundamento de la eliminaci::sn biológica del fósforo Reacciones de la eliminación del fósforo Etapa anaeróbica Etapa aeróbica Proceso anaeróbico y aeróbico global Constante de rendimiento en la eliminación biológica del fósforo Cinética de la eliminación biológica del fósforo Condiciones anaeróbicas Condiciones aeróbicas Condiciones anóxicas Matriz de las principales ecuaciones de la eliminación biol - gica del fósforo

8 XVI Índice general Factores perturbadores del proceso de eliminación de fósforo Consideraciones finales Respirometría de lodos activos Introducción Oxidación bioquímica Consumo específico de oxígeno Respirogramas Determinación de la DBO en tiempo corto Toxicidad como inhibición respirométrica A. Integración con MatLab y Maple A.1. Integración A.2. Integración simbólica de ecuaciones diferenciales A.3. Integ. de ecu. dif. con la transformada de Laplace A.4. Integración de ecuaciones diferenciales lineales de primer orden A.5. Integración numérica de ecuaciones diferenciales. A.6. Integración con SIMULINK.... B. Determinación de retrasos y derivadas B.1. Cálculo numérico de derivadas B.2. Cálculo numérico de retrasos C. Medidas, errores y correlación C.1. Medidas y unidades... C.1.1. Antiguas medidas españolas de longitud C.1.2. Origen de la medida del tiempo C.1.3. Origen de la medida de la masa C.1.4. La medida de volumen

9 Índice general XVII C.2. El sistema internacional de unidades. C.3. Definiciones de errores C.4. Errores en las medidas analógicas y digitales C.4.1. Medidas digitales.. C.4.2. Medidas analógicas. C.5. Errores aleatorios y la distribución normal. C.6. Expresión de los resultados C. 7. Cifras significativas.... C. 7.l. Reglas de expresión de los resultados C.8. Notaciones científica y técnica. C.9. El límite de confianza C.9.1. Cálculo del intervalo de confianza C.lO.Error de una medida directa. C.11. Propagación de errores.... C Error en las sumas y sustracciones C Propagación de error al multiplicar por una constante 432 C Propagación del error en las multiplicaciones. 432 C Propagación de error del inverso C Propagación de error en la división 434 C Propagación de error de la función logarítmica. 435 C Propagación de error en las exponenciales C Propagación de error con la función potencial 436 C.12. Minimización de errores aleatorios C.13. Criterio de rechazo de valores discordantes 442 C Método clásico. 442 C Método de Dixon 443 C.14.Procedimientos para disminuir los errores determinados

10 C.15. Correlación de datos experimentales Bibliografía Índice alfabético