Diseño de una planta piloto de electrólisis de agua con energías renovables para reducir la huella ambiental de una EDAR mediante la aplicación del hidrógeno y del oxígeno generados PDF Download
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Author: Lorenzo Cañas García
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CETaqua, Centro Tecnológico del Agua, se encarga de la I+D+i del Grupo Agbar. Intenta mejorar, con sus 6 líneas de investigación, cada etapa del ciclo urbano del agua mediante la innovación tecnológica, la eficiencia energética y el uso de energías renovables; siempre desde un punto de vista pre-industrial. Desde la línea 5 de investigación, Agua y Energía, se considera que la tecnología de electrólisis del agua puede tener un gran potencial para abarcar dos grandes problemas a la vez: la reducción del consumo energético del proceso de depuración de agua y la creciente demanda de hidrógeno en el sector transporte prevista a corto o medio plazo. Éste es el punto de partida del proyecto GREENLYSIS. El proyecto GREENLYSIS, liderado por CETaqua y subvencionado por la Comunidad Económica Europea (convocatoria LIFE+) tiene como objetivo evaluar la tecnología de electrólisis aplicada a los procesos de depuración. Para ello se construirá una planta piloto en una estación depuradora de agua residual (EDAR) para obtener hidrógeno y oxígeno a partir de la electrólisis. El hidrógeno se utilizará como combustible para el sector transporte, sustituyendo a los combustibles fósiles convencionales; y el oxígeno se aplicará al mismo proceso de depuración, reemplazando la actual aireación del reactor biológico. El agua de partida para la electrólisis será el agua depurada del efluente de la EDAR, por lo que será convenientemente acondicionada para alcanzar los niveles de calidad requeridos por la electrólisis. Además, todo el proceso se llevará a cabo con energías renovables. Este Proyecto Final de Carrera tiene como objetivo principal el diseño de la planta piloto de electrólisis descrita anteriormente. Para ello, en primer lugar se definen las etapas del proceso y la tecnología a aplicar en cada una. Posteriormente, se define la capacidad de la planta y se dimensionan los equipos, buscando a continuación modelos comerciales que cumplan con los requisitos establecidos. Por último, se utilizan datos meteorológicos para simular el comportamiento dinámico del piloto y así evaluar el diseño realizado. A partir del diseño de la planta piloto se hace el presupuesto y la planificación temporal de su construcción y operación. Además, con la simulación de su operación se pueden sacar conclusiones sobre la viabilidad técnica y los beneficios ambientales de la aplicación de la tecnología de electrólisis con energías renovables en procesos de depuración.
Author: Lorenzo Cañas García
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CETaqua, Centro Tecnológico del Agua, se encarga de la I+D+i del Grupo Agbar. Intenta mejorar, con sus 6 líneas de investigación, cada etapa del ciclo urbano del agua mediante la innovación tecnológica, la eficiencia energética y el uso de energías renovables; siempre desde un punto de vista pre-industrial. Desde la línea 5 de investigación, Agua y Energía, se considera que la tecnología de electrólisis del agua puede tener un gran potencial para abarcar dos grandes problemas a la vez: la reducción del consumo energético del proceso de depuración de agua y la creciente demanda de hidrógeno en el sector transporte prevista a corto o medio plazo. Éste es el punto de partida del proyecto GREENLYSIS. El proyecto GREENLYSIS, liderado por CETaqua y subvencionado por la Comunidad Económica Europea (convocatoria LIFE+) tiene como objetivo evaluar la tecnología de electrólisis aplicada a los procesos de depuración. Para ello se construirá una planta piloto en una estación depuradora de agua residual (EDAR) para obtener hidrógeno y oxígeno a partir de la electrólisis. El hidrógeno se utilizará como combustible para el sector transporte, sustituyendo a los combustibles fósiles convencionales; y el oxígeno se aplicará al mismo proceso de depuración, reemplazando la actual aireación del reactor biológico. El agua de partida para la electrólisis será el agua depurada del efluente de la EDAR, por lo que será convenientemente acondicionada para alcanzar los niveles de calidad requeridos por la electrólisis. Además, todo el proceso se llevará a cabo con energías renovables. Este Proyecto Final de Carrera tiene como objetivo principal el diseño de la planta piloto de electrólisis descrita anteriormente. Para ello, en primer lugar se definen las etapas del proceso y la tecnología a aplicar en cada una. Posteriormente, se define la capacidad de la planta y se dimensionan los equipos, buscando a continuación modelos comerciales que cumplan con los requisitos establecidos. Por último, se utilizan datos meteorológicos para simular el comportamiento dinámico del piloto y así evaluar el diseño realizado. A partir del diseño de la planta piloto se hace el presupuesto y la planificación temporal de su construcción y operación. Además, con la simulación de su operación se pueden sacar conclusiones sobre la viabilidad técnica y los beneficios ambientales de la aplicación de la tecnología de electrólisis con energías renovables en procesos de depuración.
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En consecuencia a la constante contaminación a la que se ha sometido la región de Tamiahua durante las últimas décadas, han comenzado grandes cambios en el ecosistema. Una de las partes más afectadas de la región es la laguna de Tamiahua la cual se encuentra en peligro al igual que las especies que habitan en ella. La principal contaminación a la que se ha sometido el agua de esta laguna son continuas descargas de agua residual. Esta contaminación ha generado pérdidas económicas para las personas que dependen de los recursos que dicha laguna proporciona. Los pescadores comienzan a tener pescado contaminado o escasez del mismo, mientras que los agricultores que utilizan dicha agua para el riego de sus cultivos se preocupan por ya no poder continuar usándola ya que si el nivel de contaminación aumenta contaminarían sus cosechas provocando enfermedades a los consumidores. En este estudio se propuso el diseño de una planta piloto para el tratamiento de agua residual a base de concentradores de radiación solar. Esta planta tendrá como indicadores los huevos de helminto y utilizará el proceso de Foto-Fenton promovido con radiación UV solar para la oxidación de la materia orgánica. Se consideraron dos concentraciones de Fe y H2O2 para ser analizadas a lo largo de este proyecto, teniendo como finalidad el encontrar la concentración que mejor se adecue al diseño de la planta. Para el diseño de la planta piloto se utilizaron parámetros de escalamiento los cuales ayudaron al cálculo del área de concentración necesaria para tratar un gasto de 1L/s lo que proporcionó el número de concentradores necesarios para el tratamiento. Posteriormente, se calculó la potencia de la bomba necesaria para el sistema hidráulico. Como resultado final, se obtuvo que con la concentración Fe[10] H2O2[280] + sol junto con 375 concentradores de radiación solar y una bomba de 1hp se puede conseguir inactivar el 100% de huevos de helminto que se encuentren en el agua residual.
Author: IWA Task Group for Mathematical Modelling of Anaerobic Digestion Processes
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 1900222787
Category : Science
Languages : en
Pages : 61
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Book Description
The IWA Task Group for Mathematical Modelling of Anaerobic Digestion Processes was created with the aim to produce a generic model and common platform for dynamic simulations of a variety of anaerobic processes. This book presents the outcome of this undertaking and is the result of four years collaborative work by a number of international experts from various fields of anaerobic process technology. The purpose of this approach is to provide a unified basis for anaerobic digestion modelling. It is hoped this will promote increased application of modelling and simulation as a tool for research, design, operation and optimisation of anaerobic processes worldwide. This model was developed on the basis of the extensive but often disparate work in modelling and simulation of anaerobic digestion systems over the last twenty years. In developing ADM1, the Task Group have tried to establish common nomenclature, units and model structure, consistent with existing anaerobic modelling literature and the popular activated sludge models (See Activated Sludge Models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3, IWA Publishing, 2000, ISBN: 1900222248). As such, it is intended to promote widespread application of simulation from domestic (wastewater and sludge) treatment systems to specialised industrial applications. Outputs from the model include common process variables such gas flow and composition, pH, separate organic acids, and ammonium. The structure has been devised to encourage specific extensions or modifications where required, but still maintain a common platform. During development the model has been successfully tested on a range of systems from full-scale waste sludge digestion to laboratory-scale thermophilic high-rate UASB reactors. The model structure is presented in a readily applicable matrix format for implementation in many available differential equation solvers. It is expected that the model will be available as part of commercial wastewater simulation packages. ADM1 will be a valuable information source for practising engineers working in water treatment (both domestic and industrial) as well as academic researchers and students in Environmental Engineering and Science, Civil and Sanitary Engineering, Biotechnology, and Chemical and Process Engineering departments. Contents Introduction Nomenclature, State Variables and Expressions Biochemical Processes Physicochemical Processes Model Implementation in a Single Stage CSTR Suggested Biochemical Parameter Values, Sensitivity and Estimation Conclusions References Appendix A: Review of Parameters Appendix B: Supplementary Matrix Information Appendix C: Integration with the ASM Appendix D: Estimating Stoichiometric Coefficients for Fermentation Scientific & Technical Report No.13
Author: Juan M. Lema
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 1780407866
Category : Science
Languages : en
Pages : 690
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Book Description
This book introduces the 3R concept applied to wastewater treatment and resource recovery under a double perspective. Firstly, it deals with innovative technologies leading to: Reducing energy requirements, space and impacts; Reusing water and sludge of sufficient quality; and Recovering resources such as energy, nutrients, metals and chemicals, including biopolymers. Besides targeting effective C,N&P removal, other issues such as organic micropollutants, gases and odours emissions are considered. Most of the technologies analysed have been tested at pilot- or at full-scale. Tools and methods for their Economic, Environmental, Legal and Social impact assessment are described. The 3R concept is also applied to Innovative Processes design, considering different levels of innovation: Retrofitting, where novel units are included in more conventional processes; Re-Thinking, which implies a substantial flowsheet modification; and Re-Imagining, with completely new conceptions. Tools are presented for Modelling, Optimising and Selecting the most suitable plant layout for each particular scenario from a holistic technical, economic and environmental point of view.
Author: Nigel Horan
Publisher: Springer
ISBN: 9811081298
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 187
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Book Description
This book presents new application processes in the context of anaerobic digestion (AD), such as phosphorus recovery, microbial fuel cells (MFCs), and seaweed digestion. In addition, it introduces a new technique for the modeling and optimization of AD processes. Chapters 1 and 2 review AD as a technique for converting a range of organic wastes into biogas, while Chapter 3 discusses the recovery of phosphorus from anaerobically digested liquor. Chapters 4 and 5 focus on new techniques for modeling and optimizing AD. Chapters 6 and 7 then describe the state of the art in AD effluent treatment. The book’s final three chapters focus on more recent developments, including microbial fuel cells (MFCs) (Chapter 8), seaweed production (Chapter 9), and enzyme technologies (Chapter 10).
