Diseño de reactores. Parte 7. Cinética de degradación de orden cero.

Diseño de reactores. Parte 7. Cinética de degradación de orden cero.

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

Se elaboró un programa en VC++ que calcula el tiempo de degradación y la eficiencia alcanzada en la degradación de un sustrato, expresando su concentración como DQO (mg/L). Se empleó la siguiente ecuación:

t = (So–Se)/k

La constante cinética se calculó empleando la función de regresión lineal de MATLAB, obteniéndose los siguientes valores: k= 16.5585 y b= 476.0437.

El código para el programa en MATLAB fue el siguiente:

% RegresionLineal

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];

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

plot(t, DQO)

grid

pause

Después se desarrolló un programa en Visual C++ para estimar los tiempos de reacción para concentraciones descendentes del contaminante. El programa en VC++ guarda los resultados en un archivo de texto, CinOrd_cero.txt. El código es el siguiente:

// CineticaDegradacionOrdenCERO.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_cero.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 = 16.5585;

                               t = (So - Se) / k;

                               Ef = (So - Se) / So;

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

               

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

                out.close();

                return 0;              }

Los resultados se colocaron en una hoja de Excel y se generaron dos gráficos, que se muestran a continuación:

Figura 1. Degradación del sustrato en función del tiempo, con una cinética de reacción de orden cero.

Figura 2. Eficiencia de degradación del contaminante, con una cinética de reacción de orden cero.

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.