Repositorio UFRO · Omeka S

Dynamic modeling of partial nitrification in a rotating disk biofilm reactor: Calibration, validation and simulation

Primer Autor	Antileo, Christian
Co-autores	Huilinir, Cesar Romero, Rodrigo Munoz, Carlos Bornhardt, Christian Roeckel, Marlene
Título	Dynamic modeling of partial nitrification in a rotating disk biofilm reactor: Calibration, validation and simulation
Editorial	ELSEVIER SCIENCE SA
Revista	BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
Lenguaje	en
Resumen	La nitrificación parcial a nitrito ahorra oxígeno y materia orgánica. Se desarrolló un modelo dinámico de un reactor de biopelícula de disco rotatorio para determinar las condiciones óptimas de operación para la nitrificación parcial. El modelo de biopelícula consideró la fracción de biomasa activa como una variable de estado: se calibró en estado estacionario mediante el ajuste de dos parámetros: mu(maxAOB) (1,32 d(-1)) y k(L) (0,44 m h(-1)), y se validó con experimentos a largo plazo. Los datos experimentales se obtuvieron operando el reactor en modo continuo y discontinuo durante más de 700 días a diferentes valores de pH, concentraciones de oxígeno y tasas de carga de nitrógeno (NLR). Se obtuvo una buena concordancia entre los resultados medidos y modelados, con un coeficiente de desigualdad de Theil inferior a 0,3 tanto para la calibración como para la validación. El modelo predice que la fracción de biomasa activa no alcanza el estado estacionario antes de los 40 días de operación, y que la fracción de bacterias oxidantes de nitrito activas es mucho más sensible al pH que la fracción de bacterias oxidantes de amoníaco. Los resultados demostraron que la acumulación de nitrito (beta) está fuertemente influenciada por la relación nitrógeno-líquido (NLR) y el pH. La zona de operación óptima para beta > 70 % se alcanza con valores de NLR entre 8,5 y 11,5 g N m⁻² d⁻¹, pH > 8 y concentración de oxígeno disuelto < 3 mg O₂ L⁻¹. © 2010 Elsevier B.V. Todos los derechos reservados.#Partial nitrification to nitrite saves oxygen and organic matter. A dynamic model of a rotating disk biofilm reactor was developed in order to determine optimal operation conditions for partial nitrification. The biofilm model considered the active biomass fraction as a state variable: it was calibrated at steady state using the adjustment of two parameters - mu(maxAOB) (1.32 d(-1)) and k(L) (0.44 m h(-1)) and validated with long-term experiments. The experimental data were attained running the reactor in continuously and in batch modes for more than 700 days at different pH values, oxygen concentrations and nitrogen load rates (NLRs). A good agreement between the measured and modeled results was obtained with a Theil inequality coefficient lower than 0.3 for both calibration and validation. The model predicts that the active biomass fraction does not reach steady-state before 40 operating days, and the active nitrite-oxidizing bacteria fraction is much more sensitive than the ammonia-oxidizing bacteria fraction to the pH. Results demonstrated that nitrite accumulation (beta) is strongly influenced by the NLR and the pH. The optimal operation zone for beta > 70% is reached for NLRs between 8.5 and 11.5 g N m(-2) d(-1), pH > 8 and dissolved oxygen concentration < 3 mg O(2) L(-1). (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
Tipo de Recurso	Artículo original
Description	Se agradece enormemente la financiación proporcionada por los proyectos FONDECYT 1070574, DI07-3001 y DI10-1001 (Universidad de La Frontera).
doi	10.1016/j.bej.2010.06.012
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	Partial nitrification Nitrite accumulation RBC Biofilm Modeling BIOLOGICAL NITROGEN REMOVAL AIRLIFT SUSPENSION REACTOR HIGH AMMONIA CONCENTRATION HIGH NITRITE ACCUMULATION NITRIFYING BIOFILM WASTE-WATER OXYGEN CONCENTRATION DISSOLVED-OXYGEN ACTIVATED-SLUDGE MASS-TRANSFER Nitrificación parcial acumulación de nitrito glóbulos rojos biopelícula modelización ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO REACTOR DE SUSPENSIÓN POR AIRE ALTA CONCENTRACIÓN DE AMONÍACO ALTA ACUMULACIÓN DE NITRITOS BIOFILM NITRIFICANTE AGUAS RESIDUALES CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO OXÍGENO DISUELTO LODOS ACTIVADOS TRANSFERENCIA DE MASA
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1016/j.bej.2010.06.012
Categoría OCDE	Biotechnology & Applied Microbiology Engineering, Chemical
Materias	Partial nitrification Nitrite accumulation RBC Biofilm Modeling BIOLOGICAL NITROGEN REMOVAL AIRLIFT SUSPENSION REACTOR HIGH AMMONIA CONCENTRATION HIGH NITRITE ACCUMULATION NITRIFYING BIOFILM WASTE-WATER OXYGEN CONCENTRATION DISSOLVED-OXYGEN ACTIVATED-SLUDGE MASS-TRANSFER Nitrificación parcial acumulación de nitrito glóbulos rojos biopelícula modelización ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO REACTOR DE SUSPENSIÓN POR AIRE ALTA CONCENTRACIÓN DE AMONÍACO ALTA ACUMULACIÓN DE NITRITOS BIOFILM NITRIFICANTE AGUAS RESIDUALES CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO OXÍGENO DISUELTO LODOS ACTIVADOS TRANSFERENCIA DE MASA
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	hibrida
Access Rights	metadata
Derechos de acceso	metadata
Id de Web of Science	WOS:000282407200002
Título de la cita (Recomendado-único)	Dynamic modeling of partial nitrification in a rotating disk biofilm reactor: Calibration, validation and simulation
Identificador del recurso (Mandatado-único)	Artículo original
Editorial	ELSEVIER SCIENCE SA
Revista/Libro	BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
Categoría WOS	Biotecnología y Microbiología Aplicada Ingeniería Química Biotechnology & Applied Microbiology Engineering, Chemical
Idioma	en
ISSN	1369-703X
Entidad financiadora	UFRO DI10-1001#UFRO DI07-3001#ANID CONICYT FONDECYT 1070574
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	UFRO DI10-1001#UFRO DI07-3001#ANID CONICYT FONDECYT 1070574
Página de inicio (Recomendado-único)	7
Página final (Recomendado-único)	18
Formato	pdf