Desarrollo de un modelo matemático y de simulación del proceso de biotransformación de fenol en agua residuales de refinerías de petróleo

Abstract

El presente trabajo consistió en el estudio y planteamiento de un modelo matemático del proceso en continuo de biodegradación de fenol que toma parte en el tratamiento de aguas residuales industriales de las principales refinerías de la empresa ECOPETROL, donde el agua residual, proveniente de los diferentes efluentes de procesos, es sometida a un proceso biológico utilizando un pool de Pseudomonas putida. En el estudio se realizó la determinación y evaluación de los principales fenómenos y variables del proceso y se planteó un modelo matemático global que describe la biodegradación de fenol; Para la cinética de crecimiento celular se utilizó la ecuación de Haldane. Este estudio incluyó la determinación de los parámetros cinéticos, la determinación del efecto de algunos compuestos inhibitorios presentes en las aguas de tratamiento y la evaluación de condiciones operacionales como pH y suministro de oxígeno. El conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias simultáneas obtenidas a partir del planteamiento del modelo matemático, fue resuelto mediante el método de diferenciación numérica Runge-Kutta de cuarto orden, utilizando Matlab 6.5. En paralelo, se diseño una aplicación software, como herramienta metodológica. El desarrollo del modelo permitió evaluar la influencia de las diferentes variables tenidas en cuenta, e identificar aquellas que intervienen de una mejor forma en la eficiencia del proceso, lo cual ha permitido evaluar oportunidades de mejoramiento del proceso actual de remoción de compuestos fenólicos de aguas residuales industriales.