Diseño de reactores. Parte 9. Cinética de degradación de orden uno.

Diseño de reactores. Parte 9. Cinética de degradación de orden dos.

Este ejercicio está basado en ejercicios del capítulo 2 de Martínez y Rodríguez (2005).

Se calcularon los parámetros cinéticos para la cinética de degradación de orden dos para un contaminante, medida como DQO, utilizando el programa MATLAB. Se obtuvo un valor para la pendiente de 0.0219 y para la ordenada al origen de -0.2264, mediante la linealización de un gráfico 1/Se vs. Tiempo. El valor de la ordenada al origen es el inverso de So.

El código de este programa en MATLAB es el siguiente:

% RegresionLineal. Orden uno

% k -> pendiente de la recta t vs. 1/Se

t = [2.6 5.22 7.85 10.51 13.19 15.91 18.7 21.61 24.8 31.16];    % tiempo (h)

DQO = [450 400 350 300 250 200 150 100 50 1];

InvSe = 1./DQO;

b = glmfit(t, InvSe, 'normal')

plot(t, InvSe)

xlabel('tiempo (h)')

ylabel('1/Se')

grid

pause

Figura 6. Gráfico de la cinética de degradación de orden dos generada con MATLAB. 1/Se vs tiempo.

Se escribió un programa en VC++ (CineticaDegradacionOrdenDos.cpp) para generar los resultados de DQO efluente (Se) contra tiempo (h), mismos que se grabaron en un archivo de texto, CinOrd_dos.txt. El cálculo del tiempo para cada concentración de contaminante presente en el efluente se calculó mediante la expresión siguiente:

t = (1/k)*((1/Se) – (1/So))

El código del programa es el siguiente:

// CineticaDegradacionOrdenDos.cpp: define el punto de entrada de la aplicación de consola.

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

#include <math.h>

#include <fstream>

using namespace std;

int main()            {

                float t, So, Se, k;

                float Ef;

                ofstream out("D:\\CinOrd_dos.txt");

                if (!out)                {

                               cout << "cannot open file...\n";

                               return 1;              }

               

                out << "Se (DQO:mg/L)\t" << "t (h)\t" << "Eficiencia" << endl;

                for (Se=499; Se>0; Se--)               {

                               So = 500;

                               k = 0.0219;

                               t = (1/k)*(1/Se - 1/So);

                               Ef = (So - Se) / So;

                               cout << Se << "\t" << t << "\t" << Ef << endl;

               

                               out << Se << "\t" << t << "\t" << Ef << endl;                      }

                out.close();

                return 0;              }

Los resultados generados se registraron en el archivo CinOrd_dos.txt, el cual se abrió en el programa Excel para generar los siguientes gráficos.

Figura 7. Gráfico de la cinética de degradación de orden dos generado con Excel.

Figura 8. Gráfico de la cinética de degradación de orden dos generado con Excel. Eficiencia vs. tiempo.

Bibliografía

Martínez D., Sergio A. y Miriam G. Rodríguez R.2005. Tratamiento de aguas residuales con MATLAB. Editorial Reverté. Universidad Autónoma Metropolitana. México, DF, México.