Tratamiento biológico de aguas residuales: Principios, modelación y diseño.

Capítulo 1:
Capítulo 1.- Desarrollo del Tratamiento de Aguas Residuales.
1.1. Factores mundiales para el saneamiento
1.2. Historia del tratamiento de aguas residuales
Capítulo 2.- Metabolismo Microbiano.
2.1. Introducción
2.2. Elementos de microbiología
2.3. Estequiometría y energética
2.4. Cinética
Capítulo 3.- Caracterización de las Aguas Residuales.
3.1. El origen de las aguas residuales
3.2. Contaminantes en aguas residuales
3.3. DBO y DQO
3.4. Persona equivalente y carga por habitante
3.5. Componentes principales
3.6. Componentes especiales
3.7. Microorganismos
3.8. Aguas residuales especiales y corrientes internas reciclables de las plantas
3.9. Relación entre contaminantes
3.10. Variaciones
3.11. Caudales de aguas residuales
3.12. Residuos generados en los hogares
3.13. Diseño de aguas residuales aplicado a los hogares
3.14. Aguas residuales y las fracciones de biomasa
3.15. Lista de símbolos de las variables para los modelos
3.16. Protocolos de caracterización
3.17. Ejemplo de composición de un afluente, bioreactor y efluente
3.18. La huella de las aguas residuales.
Capítulo 4.- Remoción de Materia Orgánica.
4.1. Introducción
4.2. Condiciones operativas de un sistema de lodos activados
4.3. Simplificaciones del modelo
4.4. Ecuaciones del sistema en estado estacionario
4.5. Ejemplo de diseño
4.6. Requerimientos de volumen del reactor
4.7. Determinación de la concentración de sólidos suspendidos totales (SST)
4.8. Demanda carbonácea de oxígeno
4.9. Producción diaria de lodo
4.10. Diseño y control del sistema
4.11. Selección de la edad de lodos.
Capítulo 5.- Remoción Biológica de Nitrógeno.
5.1. Introducción a la nitrificación
5.2. Cinética de la nitrificación
5.3. Cinética del proceso
5.4. Factores que afectan el proceso de nitrificación
5.5. Requerimientos de nutrientes para la producción de lodos
5.6. Consideraciones de diseño
5.7. Ejemplo de diseño de un sistema con nitrificación
5.8. Remoción biológica de nitrógeno mediante desnitrificación heterótrofa
5.9. Desarrollo y demostración del procedimiento de diseño
5.10. Volumen del sistema y demanda de oxígeno
5.11. Diseño operación y control del sistema.
Capítulo 6.- Remoción Innovadora de Nitrógeno.
6.1. Introducción
6.2. Impacto de los procesos en líneas secundarias
6.3. El ciclo del nitrógeno
6.4. Eliminación de N mediante nitrito
6.5. Oxidación anaerobia de amonio
6.6. Bioaumentación
6.7. Conclusiones.
Capítulo 7.- Remoción Biológica Aumentada de Fósforo.
7.1. Introducción
7.2. Principios de la remoción biológica aumentada de fósforo (EBPR)
7.3. Mecanismos de los sistemas EBPR
7.4. Optimización y desarrollo de sistemas con EBPR
7.5. Desarrollo de un modelo para sistemas con EBPR
7.6. Modelo de cultivos mixtos en estados estacionario
7.7. Ejemplo de diseño
7.8. Influencia de la EBPR en el sistema
7.9. Factores que afectan la magnitud de la remoción de P
7.10. Desnitrificación en sistemas con NDEBPR
7.11. Organismos acumuladores de glucógeno (GAOs)
7.12. Conclusiones y perspectivas.
Capítulo 8.- Eliminación de Patógenos.
8.1. Introducción
8.2. Tipos de patógenos entéricos
8.3. Presencia de agentes patógenos en las aguas residuales
8.4. Eliminación de patógenos e indicadores por proceso de tratamientos de aguas residuales
8.5. Conclusiones.
Capítulo 9.- Aireación y Mezclado.
9.1. La tecnología de aireación
9.2. Sopladores de aire
9.3. Efectos de las condiciones operativas
9.4. Prácticas sustentables de aireación
9.5. Requerimientos de aireación.

En las últimas decadas, el conocimiento y entendimiento del tratamiento de aguas residuales ha avanzado extensamente evolucionando de enfoques basados en procedimientos meramente empíricos a enfoques con principios básicos que abarcan la química, microbiología,
física, ingeniería de procesos y matemáticas. La gran mayoría de estos avances han madurado a tal grado que han sido codificados en modelos matemáticos para su simulación en computadoras. Para una nueva generación de jóvenes científicos e ingenieros que ingresan al área del tratamiento de aguas residuales, la cantidad, complejidad y diversidad de estos nuevos desarrollos puede ser abrumador, particularmente en países en vías de desarrollo donde no existe un fácil acceso a cursos avanzados de postgrado en tratamientos de aguas
residuales.
Este libro tiene como objetivo resolver esta deficiencia ya que compila e integra el material de diversos cursos de postgrado de más de una docena de grupos de investigación de todo el mundo que han hecho contribuciones significativas para el desarrollo del tratamiento de aguas residuales. Cabe resaltar que el presente libro forma parte de un plan de estudios en línea en tratamiento de aguas residuales; y como tal, se puede utilizar junto con notas de clase, video-lecturas filmadas por los profesores autores y ejercicios tutoriales para el autoaprendizaje de los estudiantes. Al completar este plan de estudios, el enfoque moderno de modelado y simulación para el diseño y operación de plantas de tratamiento de aguas residuales, ya sea lodos activado, remoción biológica de nitrógeno y fósforo, tanques de sedimentación secundaria o sistemas de biopelícula, puede abordarse con una visión más profunda, conocimientos más avanzados y mayor confianza.