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Hydrodynamic evaluation of five influent distribution systems in a cylindrical UASB reactor using CFD simulations

dc.contributor.authorCisneros Ramos, Juan Fernando
dc.contributor.authorCobos Cobos, Fabiola Estefania
dc.contributor.authorPeláez Samaniego, Manuel Raúl
dc.contributor.authorNopens, Ingmar
dc.contributor.authorAlvarado Martínez, Andrés Omar
dc.date.accessioned2022-03-03T20:03:51Z
dc.date.available2022-03-03T20:03:51Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractUASB reactors are a promising option for environmentally friendly wastewater treatment due to their reduced carbon footprint and their capacity to treat a variety of wastewater strengths, among other recognized advantages over alternative wastewater treatment systems. The Influent Distribution System (IDS) is a critical structure for generating granules in a UASB reactor since it provides the required flow hydrodynamics for their formation. Thus, the objective of this study was to evaluate and compare the efficiency of five IDS configurations to generate ideal granulation conditions using Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations. The IDS configurations were as follows: (C1) single radial inflow, (C2) upward axial inflow, (C3) downward distributed axial inflow, and two novel configurations in the form of (C4) double opposite radial inflow and (C5) downward tangential inflow. The hydrodynamic response of configuration C1 was validated in a physical model with dynamic Froude similitude. The granulation measurement was velocity-based in the reactor reaction zone using steady-state CFD simulations. The novel IDS configuration C4 was the one that resulted in the highest granulation volume, with up to 45.5% of the potential granulation volume of the UASB reactor, in contrast to the IDS C2 that obtained the lowest granulation with only 10.8%. Results confirm that the IDS directly impacts the hydrodynamics of the reactor and that model-based design can be used to ascertain IDS configurations that better promote granulation in UASB reactors
dc.identifier.doi10.3390/w13213141
dc.identifier.issn2073-4441
dc.identifier.urihttp://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38272
dc.identifier.urihttps://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85118826614&doi=10.3390%2fw13213141&origin=inward&txGid=540d62af369bd744e535da1408fd9465&featureToggles=FEATURE_NEW_DOC_DETAILS_EXPORT:1
dc.language.isoes_ES
dc.sourceWater
dc.subjectInfluent distribution system
dc.subjectComputational fluid dynamics
dc.subjectGranulation
dc.subjectOpposite radial inflow
dc.subjectUASB
dc.subjectWastewater treatment
dc.titleHydrodynamic evaluation of five influent distribution systems in a cylindrical UASB reactor using CFD simulations
dc.typeARTÍCULO
dc.ucuenca.afiliacionCisneros, J., Universidad de Cuenca, Departamento de Recursos Hídricos y Ciencias Ambientales, Cuenca, Ecuador; Cisneros, J., Universidad de Cuenca, Departamento de Química Aplicada y Sistemas de Producción, Cuenca, Ecuador; Cisneros, J., Universidad de Cuenca, PROMAS, Cuenca, Ecuador
dc.ucuenca.afiliacionCobos, F., Universidad de Cuenca, Departamento de Recursos Hídricos y Ciencias Ambientales, Cuenca, Ecuador
dc.ucuenca.afiliacionPelaez, M., Universidad de Cuenca, Departamento de Química Aplicada y Sistemas de Producción, Cuenca, Ecuador
dc.ucuenca.afiliacionRehman, U., Ghent University, Gent, Belgica
dc.ucuenca.afiliacionNopens, I., Ghent University, Gent, Belgica
dc.ucuenca.afiliacionAlvarado, A., Universidad de Cuenca, Departamento de Recursos Hídricos y Ciencias Ambientales, Cuenca, Ecuador; Alvarado, A., Universidad de Cuenca, Facultad de Ingeniería, Cuenca, Ecuador
dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio2. Ingeniería y Tecnología
dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado2.11.2 Otras Ingenierias y Tecnologías
dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico2.11 Otras Ingenierias y Tecnologías
dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio07 - Ingeniería, Industria y Construcción
dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado0712 - Tecnología de Protección del Medio Ambiente
dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico071 - Ingeniería y Profesiones Afines
dc.ucuenca.correspondenciaCisneros Ramos, Juan Fernando, juan.cisneros@ucuenca.edu.ec
dc.ucuenca.cuartilQ1
dc.ucuenca.factorimpacto0.72
dc.ucuenca.idautor0103094074
dc.ucuenca.idautor0000-0001-6670-3700
dc.ucuenca.idautor0301219309
dc.ucuenca.idautor0105286207
dc.ucuenca.idautor0102246477
dc.ucuenca.idautor0000-0002-2562-4552
dc.ucuenca.indicebibliograficoSCOPUS
dc.ucuenca.numerocitaciones0
dc.ucuenca.urifuentehttps://www.mdpi.com/2073-4441/13/21
dc.ucuenca.versionVersión publicada
dc.ucuenca.volumenVolumen 13, número 21
dspace.entity.typePublication
relation.isAuthorOfPublication3d38d652-1431-484a-ac3f-77a91e0a1d3b
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