Optimización de la superficie de respuesta de la formación de membrana dinámica autoformadora anaeróbica (AnSFDM):...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Ingeniería Química
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los biorreactores de membrana dinámica autoformadora anaeróbica (AnSFDM) ofrecen un tratamiento sostenible de las aguas residuales con costes reducidos y una huella de carbono.
• La formación de un SFDM es crítica para el rendimiento del biorreactor, sin embargo, los efectos de los parámetros operativos siguen siendo poco conocidos.
• Se necesita un análisis sistemático y cuantitativo de la formación de AnSFDM para optimizar el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente el impacto de los parámetros operativos clave en las características de la formación AnSFDM.
• Para dilucidar las interacciones entre la concentración de sólidos suspendidos en líquido mezclado, la velocidad de agitación y el flujo durante la formación de AnSFDM.
• Determinar las condiciones operativas óptimas para la formación de AnSFDM, minimizando la resistencia a la filtración y la propensión al ensuciamiento.

Principales métodos:

• La metodología de superficie de respuesta (RSM) se empleó por primera vez para analizar la formación de AnSFDM.
• RSM cuantificó los efectos de la concentración de sólidos en suspensión del licor mezclado, la velocidad de agitación y el flujo en las propiedades de AnSFDM.
• Las características clave de AnSFDM analizadas incluyeron el tiempo de formación, la resistencia a la filtración y la propensión al ensuciamiento.

Principales resultados:

• El aumento del flujo y la concentración de sólidos en suspensión en el líquido mixto redujo el tiempo de formación de AnSFDM, pero aumentó la resistencia a la filtración y la contaminación.
• La velocidad de agitación mostró un efecto complejo: inicialmente disminuyó y luego aumentó la resistencia de filtración y el ensuciamiento a medida que aumentaba.
• Los parámetros operativos influyen en la formación de AnSFDM principalmente al alterar el tamaño de las partículas y el contenido de sustancias poliméricas extracelulares.

Conclusiones:

• El estudio proporciona información cuantitativa sobre los efectos de los parámetros operativos en la formación de AnSFDM.
• Se identificaron las condiciones óptimas (4126 mg/L MLSS, 236 rpm, 154 L/{m2·h}) para la formación de AnSFDM.
• La comprensión de estos parámetros es crucial para el diseño y el funcionamiento eficientes y efectivos del biorreactor AnSFDM.