BIOINGENIERIA DE AGUAS RESIDUALES,TEORIA Y DISEÑO 2ED

Presentación
Prefación a la segunda edición
Nomenclatura

PARTE 1: TEORÍA

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
1.2 Historia del tratamiento de las aguas residuales
1.3 Parámetros de calidad de las aguas
1.3.1 Materia Orgánica
1.3.2 Oxígeno Disuelto
1.3.3 Demanda Bioquímica de oxígeno
DBOC
DBON
Fraccionamiento de la DBO
1.3.4 Demanda química de oxígeno
1.3.5 Sólidos
1.3.6 PH
1.3.7 Nitrógeno
1.3.8 Fósforo
1.3.9 Azufre
1.3.10 Composición típica de las Aguas Residuales
1.4 Contaminación de las aguas
1.5 ¿Qué es el diseño?

CAPÍTULO 2: TEORÍA DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO
2.1 Generalidades
2.2 Microbiología
2.2.1 Virus
2.2.2 Relación Área/Volumen
2.2.3 Energía
2.2.4 Bacterias
2.2.5 Otros tipos de microorganismos
Hongos
Algas
Protozoos
2.2.6 Crecimiento relativo de microorganismos
2.3 Bioquímica del tratamiento biológico de las Aguas Residuales
2.3.1 Enzimas
2.3.2 Bioenergética
2.3.3 Fermentación
2.3.4 Respiración aerobia
2.3.5 Respiración anaerobia
2.3.6 Biosíntesis
2.3.7 Digestión anaerobia
2.4 Cinética y estequiometria
2.4.1 Crecimiento bacterial y oxidación biológica
2.4.2 Cinética
2.4.3 Estequiometria
2.5 Discusión de la teoría del TAR
2.5.1 Actividad y Viabilidad
2.5.2 Cargas transientes

CAPÍTULO 3: TEORÍA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA
3.1 Antecedentes
3.2 Marco Teórico
3.2.1 Bioquímica
3.2.2 Termodinámica
3.2.3 Microbiología
3.2.4 Estequiometria
3.2.5 Cinética
3.2.6 Algunos aspectos cinéticos
3.2.7 Granulación

CAPÍTULO 4: MODELACIÓN MATEMÁTICA
4.1 Introducción
4.1.1 Remoción de Sustrato
4.1.2 Producción de biomasa
4.1.3 Consumo de oxígeno y producción de metano
4.2 Coeficientes cinéticos y estequiométricos
4.2.1 Constantes de reactores de flujo continúo
4.2.2 Constantes de reactores de lotes
4.2.3 Efectos de la temperatura
4.3 Aireación y transferencia de masas
4.3.1 Teoría de las dos capas
4.3.2 Obtención del coeficiente KLa
4.4 Tratamiento en medio suspendido
4.4.1 Sistema completamente mezclado
4.4.2 Edades de lodos extremadamente altas, ELEA
4.4.3 Flujo pistón
4.4.4 Reactores completamente mezclados en serie
4.4.5 Reactores con flujo disperso
4.4.6 Lagunas de estabilización
4.5 Nitrificación
4.6 Tratamiento con lecho fijo
4.6.1 Filtros percoladores
4.6.2 Biodiscos o contractores biológicos rotatorios
4.7 Tratamiento Anaerobio

PARTE 2: DISEÑO

CAPÍTULO 5: DESCRIPCIÓN GENERAL DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
5.1 Esquema general del tratamiento
5.2 Tratamiento Aerobio
5.2.1 Aguas residuales domésticas
5.2.2 Aguas residuales industriales
5.3 tratamiento anaerobio
5.3.1 Aguas residuales domésticas
5.3.2 Aguas residuales industriales
5.4 Manejo de lodo
5.4.1 Lodos primarios
5.4.2 Lodos Locos secundarios parcialmente digeridos
5.4.3 Lodos digeridos
5.5 Manejo de gases
5.5.1 Gases superficiales
5.5.2 gases metanogénicos

CAPÍTULO 6: EDUCACIONES FUNDAMENTALES DEL DISEÑO
6.1 Esquema básico del tratamiento biológico
Parámetros del diseño
6.2 Definición de parámetros de diseño
6.2.1 Tratamiento en medio suspendido
Tiempo de detención del hidráulico
Tiempo de retención celular
Carga orgánica
Índice volumétrico de lodos
Carga volumétrica
Carga orgánica superficial
Producción de lodos
6.2.2 Tratamiento en medio fijo
Área neta
Carga hidráulica
Carga orgánica volumétrica
6.2.3 Sedimentadores y espesamiento
Tasa de desbordamiento superficial
Carga superficial de sólidos
6.3 Parámetros empíricos del diseño
6.4 Ecuación básica de la bioconservación
6.5 Producción de Biomasa
6.5.1 Aerobia
6.5.2 Anaerobia
6.6 Remoción de sustrato
6.6.1 Lawrence & McCarty
6.6.2 Orozco
6.7 Ecuaciones de diseño
6.7.1 Tratamiento en medio suspendido
Completamente mezclado
Completamente mezclado en serie
Flujo pistón
Lagunas de estabilización
6.7.2 Tratamiento en medio fijo
Filtros biológicos
Biodiscos
6.8 Condiciones ELEA
6.9 Ecuaciones para el suministro de oxígeno

CAPÍTULO 7: PRETRATAMIENTO, SEDIMENTACIÓN Y MANEJO DE LODOS
7.1 Flujograma
7.2 Caudales de diseño
7.3 Descripción de unidades de Pretratamiento
7.3.1 Desbaste
7.3.2 Tamizado
7.3.3 Desarenador
7.3.4 Medición de flujo
7.3.5 Igualación y homogenización
7.3.6 Neutralización
7.3.7 Adición de nutrientes
7.3.8 Acidificación
7.4 Sedimentación y flotación
7.4.1 Sedimentación primaria
7.4.2 Sedimentación secundaria
7.4.3 Separación de grasas y aceites
API
DAF
7.5 Diseño de manejo de lodos
7.5.1 Espesamiento
7.5.2 Deshidratación
7.6 Variables de diseño para manejo de gases
7.6.1 Producción de gases
7.6.2 Biofiltros
7.6.3 Requerimientos de alcalinidad

CAPÍTULO 8: DISEÑO DE REACTORES Y DIGESTORES
Reactores en medio suspendido
8.1 Introducción
8.2 Lodos activados
8.2.1 Descripción del proceso
8.2.2 Tipos de procesos
Método convencional
Completamente mezclado
Aireación decreciente
Aireación escalonada
Estabilización por contacto
Alta tasa
Airación extendida
Zanjas de oxidación
Aireación de alta tasa
Oxígeno puro
Selectores
8.2.3 Parámetros empíricos
8.2.4 Requerimientos ambientales
8.2.5 Métodos de diseño
Aproximación cinética
Aproximación ingenieril
Aireación
8.3 Nitrificación – Desintrificación
8.3.1 Generalidades
8.3.2 Descripción del proceso
8.3.3 Métodos del diseño
8.4 Lagunas aireadas
8.4.1 Generalidades
8.4.2 Consideración de diseño
8.4.3 Método de diseño
8.5 Lagunas de estabilización
8.5.1 Generalidades
8.5.2 Consideración de diseño
8.5.3 Método de diseño
8.6 Tratamiento anaerobio
8.6.1 Reactores UASB
8.6.2 Reactor anaerobio a pistón, RAP
Tratamiento biológico en lecho fijo
8.7 Introducción
8.8 Filtros biológicos
8.8.1 Descripción del proceso
8.8.2 Tipos de proceso
8.8.3 Método de diseño
8.8.4 Aproximación cinética
8.8.5 Requerimiento de arte
8.8.6 Aproximación empírica (Parámetros)
8.8.7 Operación
8.9 Discos biológicos rotatorios
8.9.1 Descripción del proceso
8.9.2 Método de diseño
Digestores
8.10 Introducción
8.10.1 Digestión anaerobia
8.10.2 Digestión aerobia

Índice Análitico

En la segunda edición del libro “BIOINGENIERÍA DE AGUAS RESIDUALES: TEORIA Y DISEÑO”, se siguieron los mismos principios generales de la primera edición. Sin embargo, se hizo una revisión general del texto, se aumentaron algunas secciones y se adicionaron otras, se mejoró notablemente la edición y diagramación, se ampliaron y clarificaron los ejemplos, en fin, se actualizo todo el texto al estado del arte actual. El lector podrá tener incluso la impresión en algunos apartes de que se trata de un libro.

Originalmente el libro fue escrito pensando primordialmente en el diseño. Y así se mantiene en esta edición, ahora, para hacer posible el desarrollo de estos procedimientos, es necesario proveer los fundamentes y proporcionar las herramientas de modelación matemática, antes de entrar a discutir los métodos de ingeniería necesarias para realizar el diseño completo de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. El libro puede ser utilizado como textos para cursos avanzados en procesos unitarios y Diseño de Plantas, y para ello tiene dos partes claramente definidas: (i) Teoría: que se desarrolla en los cuatro primeros capítulos y (ii) Diseño: que se explica en los cuatro capítulos restantes. La segunda parte está dirigida también a ingenieros practicantes, pues desarrolla principalmente las metodologías de diseño de las plantas, con ejemplos prácticos, mucho de ellos tomados de la vida real.