MODELADO Y OPTIMIZACIÓN DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE AGUAS RESIDUALES

Morales Rivera, Juan Pablo

Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/73547

Registro completo de metadatos

Campo DC	Valor	Lengua/Idioma
dc.contributor.advisor	Zúñiga Grajeda, Virgilio
dc.contributor.advisor	Coronado Mendoza, Alberto
dc.contributor.advisor	Del Real Olvera, Jorge
dc.contributor.author	Morales Rivera, Juan Pablo
dc.date.accessioned	2019-06-13T23:53:53Z	-
dc.date.available	2019-06-13T23:53:53Z	-
dc.date.submitted	2017
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12104/73547	-
dc.identifier.uri	http://wdg.biblio.udg.mx
dc.description.abstract	Las fuentes tradicionales de energía estarán llegando a sus límites en los próximos años, además hoy día gran parte de los desechos industriales de aguas residuales no son tratados, o si lo son, sus rendimientos de depuración y generación energética son más bajos de lo esperado. Por esta razón en este trabajo se propone fortalecer el conocimiento del tratamiento de efluentes contaminados, modelando el proceso de digestión anaeróbica considerando tecnologías de reactores del tipo Anaerobio de Flujo Ascendente (UASB por sus siglas en inglés, Upflow Anaerobic Sludge Blanket), ya que esta es una tecnología que es capaz de generar energía alterna y limpiar los efluentes contaminados, y junto con técnicas de optimización basadas en algoritmos establecidos se puede llegar a mejorar esos rendimiento tanto en la depuración como en la obtención de metano, gas principal en el biogás que es un producto utilizable en la digestión anaeróbica de este tipo de desechos.
dc.description.tableofcontents	RESUMEN ... ....................... ......... ............................................ ...................................... 10 NOMENCLATURA ................................................ ................. .. ... .................................. 18 INTRODUCCIÓN .. .. ............................................. .......................... .. .. ...... .... .. ............... 12 Capítulo I Antecedentes .................................................... ....... .. .............. .................... 15 l. l. Situación energética de México actual.. ............................................................... 15 1.2. Revisión histórica de la digestión anaeróbica ...................................................... 17 1.3. Fundamentos en la digestión anaeróbica .. ............................................................ 19 1. 3. 1. Reacciones bioquímicas hidrólisis-me talo génesis .............................. 20 1.3.2. Influencia de la temperatura .. ............................................................. 23 1.3.3. Influencia de la composición del sustrato ........................................... 25 1.3.4. Efecto del pH .... ..... .. .................. .. ........................................................ 26 1.3.5. Tiempos de retención ............................................. .. .... ....................... 27 1.3.6. lnhibidores .......................................................................................... 28 1.3. 7. Cinética del proceso .. .......................................................................... 28 1.4. Reactores para el tratamiento anaerobio de aguas residuales .............................. 30 1.5 . Reactores tipo UASB ........................................................................................... 31 1.6. Modelado en los sistemas de digestión anaerobios .............................................. 32 1.7. Técrucas de optimización ..................................................................................... 34 l. 7. 1. Optimización sin restricciones ............................................................ 34 l. 7.2. Optimización con restricciones ................................................. ......... 35 l . 7.3. Algoritmos evolutivos .................................................... ...................... 35 l . 7.4. Optimización en el modelado de digestión anaeróbica ...................... 36 Capítulo 11 Modelado en la digestión anaerobia ................ ..... ... ...................... ........... 40 2.1. Consideraciones del modelo matemático .............................. ... ........................... .40 2.2. Modelo con dos reacciones bioquímicas .................... ......................................... .41 2.3. Balance de materia para la biomasa .................................................................... .42 J 2.3.1. Balance de materia para biomasa hidrolítica ..................................... 43 2.3.2 Balance de materia para biomasa metanogénica .............................................. .44 2.4. Balance de materia para el sustrato ..................................................................... .45 2. 4.1. Balance de materia para sustrato orgánico ........ ....................... ........ .46 2.4.2. Balance de materia para sustrato AGV ........ ................... .................. .46 2.5. Balance de materia para el biogás ....... .............................. .................................. .47 2.6. Cinéticas de crecimiento bacteriano .................................................................... .48 2.7. Modelo dos reacciones reactor UASB cinética (Monod/Andrews) .................... .49 2.8. Incorporación final al modelo propuesto ............................................................. 50 Capítulo 111 Simulación y validación del modelo ............. ..... ........................ ........ ....... 51 3. l. Obtención de los datos para validar el modelo .. .................................................. 51 3.1.1. Parámetros teóricos para el modelo ................................................... 51 3.2. Simulación del modelo .................................... ..................................................... 53 3 .3. Simulación y validación para datos de la industria de carne fría (Metano) ......... 56 3.3.1. Validación del modelo usando OLR en 1.17g/L (Metano acumulado) ....................................................... .. ................................................. 57 3.3.2. Simulación y validación del modelo en valores de OLR en l. 75g/L (Metano acuniulado) .. ................................................... ......... ............. ................ 59 3.3.3. Simulación y validación valores OLR 3.5 gil (Metano acumulado) .. 61 3.3.4. Simulación y validación del modelo con valores de metano puntual. 62 3.4. Simulación y validación para datos de la industria de carne fría (DQO) ............ 64 3.5. Simulación y validación con datos de la industria de vinazas alcoholeras ......... 65 3. 5.1. Simulación para valores de metano puntuales vinazas alcoholeras ... 66 Capítulo IV Optimización del modelo .................................................................... ...... 68 4 .1. Escenarios de optimización .................................................................................. 68 4.1.1. Funcion objetivo .................................................................................. 69 4.1. 2. Lín1ites ................................................................................. ................ 70 4.2. Optimización en el primer escenario ............................ ....................................... 70 4.2.1. Optimización aplicando PSO en el primer escenario ......................... 70 4.2.2. Optimización aplicando GA en el primer escenario ........................... 73 4. 2. 3. Optimización aplicando SA en el primer escenario ............................ 76 4.3. Optimización en el segundo escenario ........................................ ......................... 80 4.3. 1. Optimización aplicando PSO en el segundo escenario ....................... 80 4.3.2. Optimización aplicando GA en el segundo escenario ......................... 83 4.3.3. Optimización aplicando SA en el segundo escenario .. ........ ................ 87 4.4. Optimización en el tercer escenario ................................. .................................... 90 4.4.1. Optimización aplicando PSO en el tercer escenario .......................... 90 4.4.2. Optimización aplicando GA en el tercer escenario ............................ 94 4.4.3. Optimización aplicando SA en el tercer escenario ............................. 97 CONCLUSIONES .. ........... ... ..................................... .. ................................................. 101 Trabajo a futuro .. ......................................................................................................... 102 Bibliografia ............ ...................... .. ....... .. .... ... ..... .. ......... .............................................. 103
dc.format	application/PDF
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Biblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisher	Universidad de Guadalajara
dc.rights.uri	https://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php
dc.title	MODELADO Y OPTIMIZACIÓN DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE AGUAS RESIDUALES
dc.type	Tesis de Maestria
dc.rights.holder	Universidad de Guadalajara
dc.rights.holder	Morales Rivera, Juan Pablo
dc.type.conacyt	masterThesis	-
dc.degree.name	MAESTRIA EN CIENCIAS	-
dc.degree.department	CUTONALA	-
dc.degree.grantor	Universidad de Guadalajara	-
dc.degree.creator	MAESTRO EN CIENCIAS	-
Aparece en las colecciones:	CUTONALA

Ficheros en este ítem:

Fichero	Tamaño	Formato
MCUTONALA00032.pdf Acceso Restringido	1.05 MB	Adobe PDF	Visualizar/Abrir Request a copy

Mostrar el registro sencillo del ítem