Las plantas industriales tienen la responsabilidad de mantener una convivencia armoniosa con el medio ambiente con el que interactúan a través de los recursos que usan y de los residuos que vierten. En una planta de celulosa la mayor cantidad de residuos son líquidos, por lo que, para cuidar el ambiente en que se encuentran, deben realizar esfuerzos para optimizar la operación de su planta de tratamiento de RILES. El presente trabajo desarrolla una herramienta para estos propósitos: un modelo predictivo para el tratamiento biológico de RILES. Una representación del proceso útil para adquirir conocimientos sobre los principios del proceso y para optimizar su operación. El modelo propuesto está basado en el Modelo de Lodos Activados número 1, (ASM1 por sus siglas en inglés), incluyendo expresiones para lidiar con la remoción de ion clorato, un contaminante de gran presencia en un proceso de celulosa con blanqueo ECF (libre de cloro elemental), donde ClO2 es el agente de blanqueo. Se propuso una metodología para la caracterización del flujo de entrada. Además, se determinaron los parámetros y condiciones iniciales del modelo usando antecedentes bibliográficos, experimentos a escala de laboratorio y optimización matemática. Se diseñó un montaje experimental para el trabajo de laboratorio, el cual tiene un gran potencial de aplicación para futuras estimaciones de parámetros o estudios relacionados. Se implementó una plataforma de simulación, simple y eficiente, basada en GNU Octave en combinación con código compilado escrito en C++. La eficiencia de la plataforma fue comprobado comparando con otras alternativas de implementación. La inclusión de código compilado en C++ disminuyó el tiempo de ejecución de 239 a 11 segundos, es decir, una reducciíon en un factor superior a 20. Se obtuvieron las concentraciones de cada variable a lo largo del sistema de reacción. A partir de ellas es posible hacer una lectura de los principios de operación del sistema, sin embargo, resulta necesario comprobar su fidelidad realizando una caracterización de los RILES en cada reactor. La capacidad de predicción del modelo fue determinada considerando datos históricos de entrada y salida del tratamiento biológico. Se logró predecir la salida de la DQO con una eficiencia superior al 93%. A su vez, las predicciónes de los SST y el ion clorato arrojaron valores en el orden de magnitud de los valores referenciales. En el caso de las predicciones de las variables nitrogenadas los resultados fueron menos precisos, por lo que se requiere mayor información sobre el comportamiento de estas variables a lo largo del sistema de reacción para poder ajustar los parámetros necesarios para describir adecuadamente estas variables. Finalmente, se logró desarrollar un modelo matemático para el tratamiento biológico de RILES. Con el grado de desarrollo alcanzado, constituye una herramienta aplicable para la optimización del proceso.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1432014 bytes, checksum: 44e1ce5d560cc0a4992a09962885b874 (MD5) Previous issue date: 2011-07-23 / Celulosa Arauco y Constitución S.A., Planta Constitución, possui, desde 2001 de uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) de lodos ativados cujo decantador secundário foi inabilitado devido ao terremoto de grau 8,8 na escala Richter no ano de 2010. Enquanto está sendo construído um novo sistema de decantação secundária, o sistema tem sido operado abertamente sem esta unidade de separação e recirculação de lodo o que reduz a sua eficiência de tratamento. A queda de eficiência se traduz em uma menor remoção de DQO e fenóis ficando a ETE vulnerável a aumentos de carga orgânica que limita a produção de celulose. Uma alternativa para buscar manter a biomassa retida no reator seria a adoção de um sistema de crescimento aderido denominado MBBR (Moving Bed Bioreactor), ou seja, transformar o reator convencional de lodos ativados em um reator com crescimento aderido, permitindo um aumento de eficiência e estabilidade do processo. O presente trabalho estudou em uma planta piloto, especialmente, projetado para este fim, que simula a ETE industrial. Verificou-se que com a aplicação de elementos de suporte de 10 e 20% (v/v) foi suficiente para aumentar em 6 e 12 pontos percentuais, respectivamente, a remoção de DQO solúvel para condições normais de carga, valores estatisticamente significativos. A remoção de fenóis também se demonstrou efetiva com uso de suporte aderido. / Celulosa Arauco y Constitución S.A., Planta Constitución, dispone desde el año 2007 de una Planta de Tratamiento de Efluentes de lodo activado, cuyo clarificador secundario quedó inhabilitado por un terremoto grado 8.8 en escala Richter el año 2010; mientras se reconstruye, el sistema opera abierto, con una reducida cantidad de biomasa en el biorreactor y por tanto con menores eficiencias de tratamiento, fundamentalmente reflejado en la demanda química de oxígeno y el índice de fenol, siendo una planta vulnerable a incrementos de carga orgánica, lo cual ha generado una limitante en la producción de celulosa. Una alternativa evaluada para soportar este período es la incorporación de tecnología MBBR, es decir soporte en suspensión en cuya superficie crece una biopelícula, lo cual incrementa la concentración de biomasa en el sistema y cuyas características entregan mayor resistencia a variaciones en el medio. El estudio en una planta piloto a escala, especialmente diseñada para este objeto, permite corroborar que con un 10% y 20% de soporte se obtiene un incremento en torno al 6 y 12 puntos porcentuales respectivamente de eficiencia de remoción medida como demanda química de oxígeno soluble para condiciones normales de carga, valores estadísticamente significativos. El abatimiento de fenol demostró ser muy efectivo y estadísticamente significativo con un sistema de biopelícula.