Manejo, tratamiento y disposición final de los residuos sólidos generados en Apodaca, Nuevo León, México

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Ambiental) UANL

Curso : hidrobiología aplicada a la ingeniería sanitaria.

UANL

Biodisco

Biodisco es un proceso biológico aeróbico utilizado para el tratamiento secundario de líquidos residuales urbanos o industriales, especialmente los de alto contenido de materia orgánica (DBO). El dispositivo es un conjunto de discos, de material plástico, unidos a un eje horizontal que les imprime movimiento giratorio, facilitando el contacto de los microorganismos adheridos a los mismos, con el aire y el agua residual a tratar. Los microorganismos estabilizan la materia orgánica, al procesarla como alimento para su ciclo vital. Las principales ventajas del sistema son:  Muy eficiente en remoción de DBO;  Facilidad de control de proceso  Reducidos costos de operación por el bajo consumo de energía  Bajo impacto ambiental por ausencia de gases, olores y ruidos. El proyecto consiste en el diseño de un prototipo a escala normal, su construcción, la investigación experimental mediante la operación del mismo con líquido cloacal y la medición de parámetros físicos, químicos y biológicos, la definición del modelo matemático de funcionamiento, y la determinación de coeficientes cinéticos de aplicación. Los resultados de este proyecto contribuirán a acrecentar el bagaje técnico y científico actual sobre el tema, y favorecer en muchos casos la ejecución de plantas de tratamiento de líquidos residuales, a menores costos constructivos y operativos frente a otros sistemas.

Manual de procedimientos para el cálculo de lluvias de diseño. Escala provincial y nacional

El diseño hidrológico se define como la evaluación del impacto de los procesos hidrológicos y la estimación de los valores correspondientes a las variables representativas con fines de diseño. Las pautas para establecer un valor de diseño para obras hidráulicas son el costo y la seguridad. Sobredimensionar las obras es antieconómico, en tanto que, si las estructuras se subdimensionan pueden fallar con resultados catastróficos. Los estudios dirigidos a determinar las crecidas de proyecto de diversas estructuras hidráulicas requieren series de datos históricos de caudal, pero esta información en nuestro país es poco frecuente. En esos casos, el análisis se hace sobre las precipitaciones causantes del fenómeno denominadas lluvia de diseño. El equipo responsable de este proyecto tiene una experiencia de investigación y desarrollo de más de 15 años en el tema. Por lo que el objeto de la presente propuesta es plasmar los avances alcanzados sobre las lluvias de diseño en un manual que permita brindar una herramienta técnica (a escala provincial y nacional) a los profesionales dedicados a la planificación, proyecto y construcción de obras hidráulicas

Procesos de separación con membranas

El uso de membranas semipermeables representa una tecnología importante para resolver problemas de separación, concentración y/o purificación de distintas sustancias presentes en una mezcla, utilizada frecuentemente en naciones desarrolladas y no explotada convenientemente en nuestro país. El bajo costo energético y escasa agresividad térmica derivados de su utilización la convierte en una técnica de gran interés en procesos de separación ligados a la industria alimenticia y biotecnológica, tal como lo demuestra la variedad de aplicaciones en este campo generadas en la última década. En este proyecto se propone estudiar el proceso de separación de una manera integral, analizando a) la síntesis de membranas poliméricas; b) la simulación y caracterización de su funcionamiento y c) su aplicación a procesos de interés regional. Las membranas se sintetizarán a partir de polisulfonas por el método de inversión de fases. Se caracterizarán por medio de determinaciones morfológicas y de funcionamiento (permeabilidad, selectividad, MWCO). A partir de mosaicos generados en la computadora, se elaborará un modelo para simular el funcionamiento de la membrana y el proceso de ensuciamiento que la misma sufre durante su operación. Los resultados del modelo serán verificados con datos experimentales obtenidos a partir de las membranas sintetizadas y de algunas membranas inorgánicas disponibles en el mercado. Finalmente, tanto las membranas poliméricas obtenidas como una variedad de membranas inorgánicas comerciales, serán utilizadas para el tratamiento del efluente acuoso de una industria oleaginosa de la región. En estos ensayos se determinará la influencia de distintas variables operativas (presión, temperatura, caudal) sobre la capacidad de separación y la selectividad de las diferentes membranas, decidiendo las condiciones y características que optimicen el proceso de purificación.

Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.

Biodiscos: tecnología no convencional para el tratamiento biológico de líquidos residuales.

El crecimiento de la población mundial ha incrementado la demanda del recurso hídrico con la consecuente disminución de su disponibilidad, situación que se agrava por la escasez y la contaminación. La generación de líquidos residuales es un hecho inevitable de toda actividad humana. Los problemas asociados a la ausencia de tratamientos adecuados causan deterioro en la calidad de las fuentes de agua afectando el medio ambiente y la salud de las poblaciones. Uno de los tratamientos más eficaces y económicamente viables para la remediación de efluentes domésticos o industriales, con alto contenido de materia orgánica, es el sistema de contactores biológicos rotativos (RBC, por sus siglas en inglés) o Biodiscos. Se trata de una tecnología no tradicional que utiliza un reactor aeróbico de cultivo microbiano fijo, constituido por una serie de discos plásticos no biodegradables. Sobre la superficie de los discos se adhieren los microorganismos presentes en el líquido residual formando una biopelícula responsable de la depuración y/o remoción de residuos fundamentalmente orgánicos. De esta etapa resulta un líquido reducido en contaminantes apto para la posterior clarificación y tratamiento antimicrobiano. La tecnología Biodiscos, es una alternativa económica, versátil, sustentable y muy eficiente para la remediación de efluentes domésticos o industriales orgánicos, además de presentar una ventajosa relación costo – beneficio de impacto medioambiental positivo. La biorremediación a través de esta tecnología disminuye significativamente la carga contaminante, recupera el recurso de manera parcial y permite la reutilización del mismo. El objetivo del equipo Biodiscos es encontrar, dilucidar y diseñar más y mejores estrategias para la redisposición de agua limpia. Esto es logrado por la combinación de la tecnología Biodiscos con otras diferentes para alcanzar mayor eficacia y eficiencia en el tratamiento de efluentes. Los resultados de nuestras investigaciones consiguen una calidad de agua apta para diferentes usos: como el riego de espacios verdes o posterior potabilización para consumo animal y/o humano. También, nuestro rol se basa en llegar a la combinación apropiada de tecnologías a través de una ecuación que minimice inversiones, costos operativos y de mantenimiento, según las necesidades de un determinado sistema. Todo ello con la finalidad de favorecer la armonía entre el hombre, sus necesidades y el medio ambiente.