MODYREC

Modelado matemático y simulación de procesos físico-químicos para la recuperación de compuestos en plantas de tratamiento de aguas residuales

Financiador

Número de expediente: CTM2015-70794-R
Programa: Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad

Partners

• Ceit

• Tecnun – Universidad de Navarra (como asociado)

Resumen

En los últimos años se ha dado un cambio de paradigma en la concepción del agua residual. Mientras que en el pasado el agua residual se concebía como una fuente de contaminación que debía tratarse previo a su vertido a cauce receptor, actualmente el agua residual puede concebirse como una fuente de recursos como materia orgánica, nutrientes y compuestos inorgánicos además del agua y energía. Esta nueva concepción orienta los retos de la investigación y desarrollo principalmente a dos ámbitos: (1) diseño de nuevas tecnologías que permitan la recuperación de recursos a partir de un agua residual y/o fango y (2) soluciones en la operación de las plantas de tratamiento de aguas que permitan, mediante un análisis global de masa y energía incorporando todos los procesos biológicos, químicos y físico-químicos que pueden tener lugar en ésta, identificar la estrategia de operación óptima desde un punto de vista económico y ambiental.

En el contexto específico de la recuperación de compuestos inorgánicos (nutrientes y metales) el modelado matemático y simulación se presenta como una herramienta de gran interés en los dos ámbitos panteados. Por un lado, el desarrollo de modelos matemáticos basados en técnicas CFD constituye una herramienta muy valiosa para describir los fenómenos de transferencia de masa entre fases sólida y líquida, fundamental en la recuperación de estos compuestos y permite tener en cuenta efectos como las condiciones hidráulicas y de geometría del reactor. Por otro lado el modelado y simulación integral de planta que describe configuraciones de planta combinando tecnologías convencionales y tecnologías orientadas a la recuperación de estos recursos, permitirá obtener soluciones de diseño y operación óptimas considerando sostenibilidad económica y medioambiental. Con todo esto, el principal objetivo del proyecto consiste en el desarrollo y validación de herramientas de modelado matemático y simulación que permitan obtener soluciones óptimas, considerando sostenibilidad ambiental y económica, en el diseño y operación de tecnologías y estrategias para la recuperación de compuestos inorgánicos valiosos como nutrientes y metales en plantas de tratamiento de aguas residuales. Las tareas planteadas para conseguir este objetivo son fundamentalmente tres: (1) desarrollo de un modelo matemático basado en CFD que describa de manera detallada los procesos físico-químicos más relevantes en tecnologías de recuperación de nutrientes/metales, (2) calibración y validación experimental los modelos desarrollados a nivel piloto y real y (3) desarrollo de metodologías que permitan simplificar los modelos basados en CFD a modelos zonales basados en aproximación de reactores en mezcla completa de manera que éstos puedan ser incluidos en librerías de modelado integral de planta y utilizados para evaluar por simulacíón soluciones óptimas.

Papel de Ceit en el proyecto

Coordinado Individual