Algoritmo inverso para la ecuación de Streeter-Phelps en el problema del control de la contaminación del agua
PROBLEMA
El problema aquí es determinar la carga de contaminación de la fuente en función de los resultados de la medición de la calidad del agua en lugares alejados de la fuente de desechos.
Con base en los resultados de la medición de la concentración de oxígeno disuelto (OD), que caracteriza el nivel de contaminación del agua superficial
se determinará el nivel de carga contaminante del descargador de desechos.
Utilizando el modelo clásico de Streeter-Phelps, que muestra la relación entre la fuente de energía y la calidad del agua de los canales de los ríos
se construye el algoritmo inverso para determinar la capacidad de carga de la fuente de desechos.
CONCLUSIONES
El algoritmo resultante en este estudio es para casos generales y se refiere a varias fuentes de desperdicio.
Los resultados de este estudio contribuyen a la cuestión científica y fundamentada de la toma de decisiones ambientales.
METODOLOGÍA
Streeter-Phelps consideró la deficiencia de oxígeno como una función de la competencia entre el uso de oxígeno y la aireación de la atmósfera y obtuvo la ecuación
dónde X es la distancia a lo largo del tramo que se mueve río abajo
L es la cantidad de material orgánico oxidable como equivalentes de oxígeno (es decir, la DBO) por el descargador de desechos,
-k1 tasa de oxidación constante en la corriente (día -1 ),-k2 tasa de reaireación constante en la corriente (día −1 )
D es el déficit de OD (oxígeno disuelto) (la diferencia entre la concentración de OD si está saturado y la concentración real).
Algoritmo inverso para determinar la carga del descargador
De hecho, es difícil determinar la carga contaminante del descargador de desechos debido a la falta de cooperación del propietario de los descargadores de desechos.
mientras que medir el oxígeno disuelto debajo de la fuente de flujo es bastante simple
Por tanto, el problema inverso planteado en este estudio. Con base en los resultados de medir el nivel de oxígeno disuelto, determine el nivel “sucio” de aguas residuales del descargador, en otras palabras, averigüe la causa de la contaminación.
En este estudio, la concentración de DBO (que caracteriza el nivel de contaminación de las aguas residuales) fue seleccionado para la determinación del algoritmo inverso.
RESULTADOS PARA 2 TRAMOS
Para controlar la contaminación del agua, se mide en 2 ubicaciones de la siguiente manera:
La primera posición está a 10 km de la fuente de descarga 1 (justo antes de la alcantarilla 2)
el resultado de la medición de la deficiencia de oxígeno es 6633 mg / l.
El segundo punto de medición está a 5 km de la fuente de descarga 2.
El resultado de la medición es 6,5 mg / l.
Determinar el nivel de contaminación de las dos fuentes de descarga utilizando el parámetro DBO 5
Con base en el modelo clásico de Streeter-Phelps, hemos realizado una estimación para determinar la capacidad de los descargadores de contaminación con base en los resultados de la medición del parámetro de calidad del agua de los canales de los arroyos.
Este resultado ayuda a los gerentes a tomar decisiones para castigar a quienes contaminan. Los métodos utilizados en este documento pueden extenderse a problemas similares con otros contaminantes.