Mathematical modeling of the kinetics of aerobic decomposition of organic matter in water courses

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.19123/REixo.v15.n2.04


Palabras clave:

flow velocity, self-purification, Streeter-Phelps, temperature

Resumen

Mathematical modeling is an important tool to support the management of water resources. This study proposes a mathematical model to simulate self-purification in watercourses. In the study, the temperature of a jar test was adjusted by a water bath in a range of 20 to 28 °C, and the water flow velocity was maintained between 0.29 and 0.87 m s-1, conditions observed in natural watercourses. The kinetic experiments, which treated synthetic wastewater with an initial chemical oxygen demand concentration of 50 mg L-1, were conducted according to a Central Composite Design. From the statistical adjustment of the chemical oxygen demand values, a mathematical equation was generated for each self-purification day. The mathematical model was validated in a self-purification test at 26 °C and 0.38 m s-1, with an initial chemical oxygen demand concentration of 30 mg L-1. The proposed model satisfactorily describes the total variation of responses, with a ratio of 99.46%.

Biografía del autor/a

  • Leandro Fleck, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS/Mundo Novo)

    Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)

  • Maria Hermínia Ferreira Tavares, Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE/Cascavel)

    Doutora em Física pela Universidade de São 
    Paulo (USP)

  • Eduardo Eyng, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR/Medianeira)

    Doutor em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Docente da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR/Medianeira)

  • Izabel Melz Fleck, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS/Mundo Novo)

    Bióloga pela Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS/Mundo Novo)

Referencias

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Descargas

Publicado

2026-08-04

Número

Vol. 15 Núm. 2 (2026): Revista Eixo

Sección

Multidisciplinar

Categorías

Cómo citar

FLECK, Leandro; TAVARES, Maria Hermínia Ferreira; EYNG, Eduardo; FLECK, Izabel Melz. Mathematical modeling of the kinetics of aerobic decomposition of organic matter in water courses. Revista Eixo, Brasília, v. 15, n. 2, p. e04, 2026. DOI: 10.19123/REixo.v15.n2.04. Disponível em: https://revistaeixo.ifb.edu.br/index.php/revistaeixo/article/view/90.. Acesso em: 4 aug. 2026.

Licencia

Derechos de autor 2026 Leandro Fleck, Maria Hermínia Ferreira Tavares, Eduardo Eyng, Izabel Melz Fleck (Autor)

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