Anaerobic digestion modeling: from one to several bacterial populations

Abstract

Los sistemas de digestión anaeróbica son procesos complejos que desafortunadamente a menudo sufren de inestabilidad. A fin de diseñar, optimizar y operar eficientemente estos sistemas es necesario desarrollar estrategias apropiadas de control. Estas estrategias requieren, en general del desarrollo de modelos matemáticos. El proceso de digestión anaerobia comprende una red compleja de reacciones secuenciales y paralelas de naturaleza bioquímica y fisicoquímica. Generalmente, estas reacciones contienen un paso en particular, denominado reacción-limitante el cual siendo el más lento, limita la tasa de reacción del proceso global. Los primeros intentos del modelado de la digestión anaerobia condujeron a modelos que describen este paso limitante. Sin embargo, en una amplia gama de condiciones de funcionamiento, el paso limitante no siempre es el mismo. Este puede depender de las características de las aguas residuales, de la carga hidráulica, de la temperatura, etc. Es evidente que la "hipótesis del paso limitante" conduce a modelos simples y fácilmente utilizables. Sin embargo, estos modelos no describen muy bien el comportamiento del digestor, especialmente en condiciones transitorias de funcionamiento. Este trabajo revisa el estado del arte en modelización de la digestión anaerobia. Damos una breve descripción de los modelos clave de digestión anaerobia que se han desarrollado hasta el momento para describir sistemas con crecimiento de biomasa, incluyendo el modelo de digestión anaerobia No 1 (ADM1) de la Asociación Internacional del Agua (IWA) e identificamos las áreas que requieren esfuerzos futuros de investigación.

In-Situ Characterization of 1-Hexene Concentration with a Helium-Neon Laser in the presence of a Solid Catalyst

“…Developing measurement techniques that operate in situ and provide real-time information may be beneficial for the study of the heterogeneous catalytic processes that take place in refineries (such as fluid catalytic cracking, FCC) and their interaction with the complex hydrodynamics of circulating fluidized beds. Real-time information may be also useful for process control and to improve process efficiency [4]- [6].…”

Modelado y control no lineal de ácidos grasos volátiles en un biorreactor anaerobio de lecho fijo y flujo ascendente (UAFBR)

“…Esos microorganismos incluyen bacterias fermentativas (acidogénicas), productoras de hidrógeno, bacterias productoras de acetato (acetogénicas) y arqueas productoras de metano (metanogénicas). Estas bacterias trabajan sintróficamente, ya que están ligadas fisiológica, cinética y termodinámicamente [2].…”

“…Así mismo, el modelo aborda el carbono inorgánico (CO 2 y NaHCO 3 ) y especies nitrogenadas (NH 3 y NH 4+ ). Todas las especies que se disocian en función del pH (AGV y NH 3 ) tienen variables definidas tanto para las especies protonadas y no protonadas [2]. El modelo mantiene un equilibrio de carga entre las especies iónicas y, por lo tanto, hay variables para los aniones y cationes inorgánicos, incluido el ion hidrógeno.…”