An Interactive Tool for Simulation of Biological Models Into the Wastewater Treatment With Microalgae

Abstract

Este trabajo presenta una novedosa herramienta de simulación para comprender y analizar modelos biológicos para procesos de tratamiento de aguas residuales utilizando microalgas. Los modelos para este tipo de procesos son muy complejos de analizar debido a los muy diferentes fenómenos, variables y parámetros involucrados. El modelo ya incluido en la herramienta ha sido validado en condiciones controladas que simulan las condiciones exteriores, resultando útil para simular cultivos reales al aire libre. La principal contribución de la herramienta propuesta es que estos modelos pueden simularse y compararse de manera fácil e interactiva.

La herramienta permite simular modelos biológicos considerando solo microalgas o incluyendo el consorcio microalgas-bacterias. Además, las simulaciones se pueden realizar utilizando únicamente la contribución de la radiación solar o agregando los efectos ambientales y bacterianos como términos cardinales. Asimismo, se pueden evaluar los efectos de las propiedades de las aguas residuales o de diferentes cepas de microalgas.

Las simulaciones interactivas se pueden realizar para días seleccionados como representativos de las diferentes estaciones del año que ya están precargadas en la herramienta. Sin embargo, el usuario también puede cargar datos de otras ubicaciones para simular los modelos en condiciones particulares.

This paper presents a novel simulation tool to understand and analyze biological models for wastewater treatment processes using microalgae. The models for this type of processes are very complex to be analyzed because of the very different phenomena, variables and parameters involved. The model already included in the tool has been validated at controlled conditions simulating outdoor ones, it being useful to simulate real outdoor cultures. The major contribution of the proposed tool is that these models can be easily and interactively simulated and compared. The tool allows simulating biological models only considering microalgae or including the microalgae-bacteria consortium. Moreover, the simulations can be done only using the solar radiation contribution or by adding the environmental and bacteria effects as cardinal terms. Furthermore, the effects of the wastewater properties or different microalgae strains can be evaluated. The interactive simulations can be performed for selected days as representative of the different year seasons that are already preloaded in the tool. However, the user can also load data from other locations to simulate the models under particular conditions.