Denitrification Modeling using Natural Organic Solid Substrates as Carbon Sources

Abstract

En los últimos años, se han estudiado Sustratos Sólidos Orgánicos Naturales (SSON) como fuentes de carbono económicas y seguras, para su uso en la desnitrificación del agua. Aunque los resultados de desnitrificación con SSON han sido satisfactorios, aún es limitada la información de los procesos que intervienen en la interfaz SSON-biopelícula. Con el objetivo de comprender dichos procesos, desarrollamos un modelo matemático unidimensional de desnitrificación en contragradiente, con el cual evaluamos: el comportamiento de la biopelícula adherida al SSON y su efecto en la liberación del carbono; transporte y consumo de carbono, transporte y consumo de nitrato. Para tal fin, se usó Saccharum Spontaneum L. como SSON de referencia, de la cual se tienen parámetros biocinéticos y de hidrólisis generados en estudios previos de desnitrificación. En este artículo se presentan los resultados de la modelación matemática de desnitrificación, con SSON como fuentes de carbono, lo cual se simuló con el programa AQUASIM. Los supuestos y simplificaciones definidas permitieron predecir teóricamente la desnitrificación en reactores batch y completamente mezclado con flujo. Las mejores simulaciones del estudio se obtuvieron en condiciones con desprendimiento de biopelícula, donde la desnitrificación fue superior al 80%. Los parámetros más significativos de esta modelación matemática fueron el rendimiento neto de bacterias (Yh) y la hidrólisis (kh). Estos hallazgos demuestran la importancia de plantear modelos conceptuales y matemáticos de desnitrificación usando SSON. Este estudio sería una primera aproximación de un modelo matemático de desnitrificación en contragradiente, usando a los SSON como fuente de carbono y portador de biopelícula.