Diseño de planta primera parte

7/23/2019 Diseño de planta primera parte

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-de-planta-primera-parte 1/246

CCLO DO

SANEAMENTO

Prof. Rafael DautantProf. Rafael Dautant

CIUIDAD DE PANAMA, PANAMA08 al 12 de agosto 2015

CURSO INTERNACIONAL DE TRATAMIENTO DEAGUAS RESIDUALES

PARTE 01



Prof. Rafael Dautant

IMPACTO DE LAS

ACTIVIDADES HUMANAS ENEL AMBIENTE

El Sueño y la Realidad



ACTIVIDADES

HUMANAS

•

Nuestra percepcion (El sueño)

•

impacto ambiental (la realidad




CONTAMINACIÓN

CONJUNTO DE ACCIONES DEL HOMBRE

QUE MODIFICAN, MODIFICARON O

MODIFICARAN TOTAL O PARCIALMENTE

LAS CONDICIONES DEL MEDIO AMBIENTE

EN FORMA DESFAVORABLE PARA LA VIDA

O LA SALUD DEL HOMBRE, PARA LA FLORA

O FAUNA ÚTIL A ESTE, O PARA SUS

BIENES MATERIALES O CULTURALES. ****




Pro f. Rafael Dautant

• MATERIA O ENERGIA

• ES INEVITABLE

• ES INDESTRUCTIBLE

CONTAMINACIÓN




COMO PUEDE SERCONTROLADA

• Recuperacion

• Cambio en los procesos• Minimizacion de desechos

• Conversion

• Almacenamiento



RECUPERACION

• Reciclaje: Uso del desechocomo una materia prima

• Reuso: Uso del material mas

de una vez




MINIMIZACION DEDESECHOS

• Cambio de productos

•

Procesos alternos




CONVERSION

• Transformación de contaminantes enprocuctos inocuos o materiales deuso humano

–Oxidar el CO a CO2 –Convertir el desecho en compostaje




ALMACENAMIENTO

• Asegurarse que loscontaminantes no

migraran a otrositio.

•

Asegurarse que noreaccionaran conotro compuesto.




2ª LEY DE LA TERMODINAMICA

• Todo va del orden al desorden: –Muchos kg de materia prima se

necesitan para hacer I kg deproducto. –Muchas materias primas van a

desechos no al producto. –Casi todo se convierte en

desecho.




COMIDA

•Productos lacteos –4.0 L/Kg

•Empacado de carnes –17.6 L/Kg




PRODUCTOSMANUFACTURADOS

• Textiles –100 L/Kg

• Papel –15.8 L/Kg




MEDIO AMBIENTE

UNA DESCRIPCIÓN GENERAL DEL AIRE,AGUA Y SUELO QUE SOPORTAN LA VIDA DEUN ORGANISMO Y QUE RECIBE SUS

PRODUCTOS DE DESECHOS





“EL

DESARROLLO

QUE SATISFACE LAS

NECESIDADES DEL

PRESENTE SIN

COMPROMETER LA

HABILIDAD DE LAS

GENERACIONES

FUTURAS DE

SATISFACER SUS

PROPIAS

NECESIDADES”.

DESARROLLO SOSTENIBLE




No sostenible = Sobrecarga




Recursos Naturales limitados en la tierra +Incremento en la Tasa de consumo

+

Uso desproporcionado por una minoría=

Inequidad Intrageneracional

+Intergeneracional




EVIDENCIAS DE PRÁCTICAS NO

SOSTENIBLES

•

ECOSISTEMAS ESTRESADOS

•CAMBIO CLIMATICO GLOBAL

•DISMINUCION DE LA CAPA DE

OZONO.




•HIPOXIA EN LAS COSTAS.

•DISMINUCION DE LA PESCA.

•SALINIZACION DE SUELOS Y

DESERTIFICACION

•

ESPECIES INVASIVAS Y PERDIDA

DE ECOSISTEMAS




•

ESCAZES REGIONAL DE AGUAS Y

CONTAMINACION GLOBAL.

•CONTAMINANTES EMERGENTES.



Prof . Rafael Dautant

CUANDO SEA INEVITABLEDESCARGAR DESECHOS AL

AMBIENTE, NO CONTAMINAR MÁS

RÁPIDO QUE LA CAPACIDAD DE

ASIMILACIÓN DEL ECOSISTEMA.




IMPLICACIONES DEL USO

SOSTENIBLE DEL AGUA

•EL MANEJO SOSTENIBLE DEL AGUA

NECESITA SOLUCIONES ADAPTADAS Y

CON ATENCIÓN AL TRIPLE FONDO

(SOCIEDAD + ECONOMÍA + MEDIO

AMBIENTE) Y DEBE ESTAR ABIERTO A

ACEPTAR SOLUCIONES NO

CONVENCIONALES



Equidad

social

Medio

Ambiente

conomía

SolucionesSostenibles

SOSTENIBILIDAD = TRIPLE LÍNEA DE FONDO


http://bp0.blogger.com/_WCRHt_oP16c/Rqu-sVzyTvI/AAAAAAAAAMM/hhebxcLWVEE/s1600-h/stool.jpg




•LO QUE ES SOSTENIBLE NO ES LA

TECNOLOGÍA EN SÍ, SINO COMO INTEGRA

UNO LOS COMPONENTES DEL SISTEMA

TOTAL:

CONTROLAR LA FUENTE EN VEZ DE

TRATAR

RECUPERAR EN VEZ DE TENER PÉRDIDAS

REUSAR EN VEZ DE DESCARGAR.




AGUA Y SANEAMIENTO





RECURSO AGUA

RECURSO INDISPENSABLE PARA LA VIDA,NO ES SUSTITUIBLE.

SE MENOSPRECIA SU VALOR Y PARA

ALGUNOS NO REPRESENTA UN COSTOAPRECIABLE.

NO SE PAGA SU JUSTO PRECIO, LO QUE

INCIDE EN UN MANEJO INAPROPIADO.EL AGUA MAS CARA ES LA QUE NO SE

TIENE.




DEL AGUA DE LA TIERRA EL 1% ES DULCE,

DE ESE 1% SOLAMENTE EL 1% ES

SUPERFICIAL PARA SER POTABILIZADA

VARIOS SITIOS DEL MUNDO YA SUFREN

ESCASEZ Y PARA EL 2025 EMPEZARÁ A SERCRÍTICA

CONSIDERACIONES AMBIENTALES



Prof. RAFAEL DAUTANT

SITUACIÓN EN EL 2000




SITUACIÓN EN EL 2025




AGUA COMO RECURSO

ESTRATEGICO

• CONTAMINANDOLA SE REDUCE LA

POSIBILIDAD DE USO.• EL AGUA SE ESTA REDISTRIBUYENDOEN FORMA DESFAVORABLE AL HUMANO.

• EL AGUA NO DESAPAREDE, MUDA DESITIO Y DE ESTADO.



CICLO GEOHIDROLOGICO


CONSECUENCIA DEL CAMBIO CLIMATICO



CONSECUENCIA DEL CAMBIO CLIMATICO




• EN LOS ÚLTIMOS 40 AÑOS LA POBLACIÓNMUNDIAL HA AUMENTADO 86%.

• 1970. 3692 MILLONES DIF/AÑO SUM/1970

• 1980. 4434 MILLONES +742 M• 1990. 5263 MILLONES +829 M +1571 M• 2000. 6070 MILLONES +807 M +2378 M• 2010. 6854 MILLONES +784 M +3162 M• 2011. 7000 MILLONES +146 M +3308 M• 2013. 7120 MILLONES +120 M +3428 M• 2025. 8003 MILLONES +883 M +4311 M• PARA EL 2025 HABRÁ AUMENTADO 117%

RESPECTO A 1970

CRECIMIENTO DE LA POBLACION

MUNDIAL



ITALIA





CANAL Y CISTERNA DEALMACENAMIENTO DE AGUAS DELLUVIA

ISRAEL




MEXICO





REFLEXIONES

TODAS LAS AGUAS SON BIENES DELDOMINIO PÚBLICO DE LA NACIÓN,INSUSTITUIBLES PARA LA VIDA Y ELDESARROLLO . ART.304

EL ACCESO AL AGUA ESENTONCES UN DERECHO HUMANO

????




AGUA

RECURSO INDISPENSABLE PARA LA VIDA, NO ESSUSTITUIBLE

SE MENOSPRECIA SU VALOR

NO REPRESENTA UN COSTOAPRECIABLE

NO SE PAGA SU JUSTO PRECIO, LO QUE IMPIDE

EL MANEJO APROPIADO DEL RECURSO

EL AGUA MAS CARA ES LA QUE NO SE TIENE





• ASEGURAR EL ACCESO ALRECURSO A LAS POBLACIONESMÁS POBRES.

•

ASEGURAR EL AGUA PARA LAPRODUCCIÓN DE ALIMENTOS.

PRINCIPALES DESAFIOS DELESTADO




FUENTE DE ABASTECIMIENTO• CUERPO DE AGUA QUE TIENE

CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS Y

MICROBIOLOGICAS DENTRO DEESTANDARES QUE PERMITEN SEANUTILIZADAS PARA SER TRATADAS YENVIADAS A LAS POBLACIONES COMO

AGUA POTABLE.




CUERPO RECEPTOR • CUERPO DE AGUA QUE RECIBE RIOS

TRIBUTARIOS, DESCARGAS DE AGUAS

RESIDUALES TRATADAS O NO, AGUAS DEESCORRENTIA SUPERFICIAL Y QUE PORLO GENERAL GUARDAN UNAINTERRELACION CON LAS FUENTES DE

ABASTECIMIENTO.




AGUA Y SANEAMIENTO

• ACUEDUCTOS Y AGUA POTABLE.

• CLOACAS Y AGUAS RESIDUALES.

• AGUAS GRISES Y ACUEDUCTO GRIS(REUSO)

• RECOLECCION, TRATAMIENTO Y

DISPOSICION DE DESECHOS SÓLIDOSURBANOS Y/O DESECHOS PELIGROSOS Y/OBIOSOLIDOS.




LAS CUATRO “ E ” DE LA

SOSTENIBILIDAD• ECONOMIA

• ENERGIA

• ETICA

• ECOLOGIA




LAS TRES “ R ” DEL CONTROL DE LA

COMNTAMINACION

• REDUCIR

• RECUPERAR

• RCICLAR




• GARANTIZAR LAS FUENTES DE AGUA,SUELOS DESCONTAMINADOS, ENTREOTROS.

• GARANTIZAR LA SALUD Y VIDA DE LOSHUMANOS, PRESERVACIÓN DE LA FLORA YFAUNA.

• PROMOVER EL DESARROLLO DE LOSASENTAMIENTOS HUMANOS.

POR QUE EL SANEAMIENTO



• BENEFICIOS ECONOMICOS POR ELREUSO DEL AGUA Y MANEJO DE LOSBIOSOLIDOS.

•

CUMPLIR CON LA LEGISLACIÓNAMBIENTAL.





OPERADORES DEL SECTOR

AGUA Y SANEAMIENTO

•TENER AUTONOMIA DE DECISIONES

•TENER CAPACIDD TECNICA

•TENER CAPACIDAD ECONOMICA.




•REDUCIR SIGNIFICATIVAMENTE ELAGUA NO CONTABILIZADA,

MINIMIZANDO LAS PERDIDASTANTO HIDRAULICAS COMOCOMERCIALES.

•BUSCAR LA ECONOMIA EN LAENERGIA.

•

HACER MACRO Y MICRO MEDICION.

ACCIONES EN CASO DE




• RACIONAMIENTO (CANTIDAD YCONTINUIDAD)

• USO RACIONAL DEL AGUA Y HACER

CAMBIO DE PATRONES EN EL USO.• USO SEGURO DE AGUA PARA

REUSO.

• AJUSTES TARIFARIOS (TARIFAJUSTA)

• AGUA VIRTUAL.

ACCIONES EN CASO DELIMITACIONES CON EL AGUA



MANEJO SOSTENIBLE



MANEJO SOSTENIBLEEj.: Manejar los desechos como un recurso

caída

purificaciónuso

descarga

tratamiento

reuso

descarga descarga

dilusión

mixta

reuso

materials & energy

(Justus Liebig, 1840)

reuso

recuperar




AGUAS SERVIDAS



AGUAS SERVIDAS

DESECHO HÍDRICO PROVENIENTE DE LASACTIVIDADES COTIDIANAS DEL SERHUMANO (DUCHAS, SANITARIOS,LAVAMANOS, COCINA, ETC)

REPRESENTAN APROXIMADAMENTE UN80% DEL CONSUMO DE AGUA

SE CONSIDERAN DE IMPACTOAMBIENTAL EXTENSIVO/INTENSIVODURANTE EL DESARROLLO DE LACONSTRUCCIÓN




POSIBILIDADES DE PLANTAS DE



POSIBILIDADES DE PLANTAS DETRATAMIENTO DE AGUAS

PTAP: Planta de Tratamiento de Agua Potable

PTAR: Planta de Tratamiento de Aguas Para Reuso

PTEI: Planta de Tratamiento de Efluentes Industriales

PTAS: Planta de Tratamiento de Aguas Servidas

PTAI: Planta de Tratamiento de Aguas de Uso IndustrialProf. Rafael Dautant



CURVA DE COMPORTAMIENTO DEL OXIGENODISUELTO VS TIEMPO



tc tiTiempo t

O D (mg/l )

ODc

ODi

DEFICIT

D c D i

OXIGENO DISUELTO DE SATURACION

DISUELTO VS TIEMPO

ODaODs

D a


EXPRESION DE STREETER PHELP



EXPRESION DE STREETER PHELP

Dt=Kd La (e**-Kd t – e**-Kr t) + Da **-Kr t + R+S –P(1 –e**-Kr t)Kr – Kd Kr

Donde:

Dt= Deficit de oxigeno al tiempo t ( mg/l )La= D B O inicial de la mezcla ( mg’l ) Da= Deficit de oxigeno inicial d la mezcla ( mg/l )Kd= Coeficiente de Desoxigenacion (1/d )Kr= Coeficiente de Oxigenacion ( 1/d )

R= Disminucion del oxigeno debido a la respiracion ( mg/l )S= Disminucion del oxigeno debido a lo lodos del fondo(mg/l)P= Incremento del oxigeno debido a la fotosintesis ( mg/l )




TRATAMIENTO DE AGUAS



TRATAMIENTO DE AGUASRESIDUALES


FÍSICO-QUÍMICO

BIOLÓGICO (UTILIZADO AMPLIAMENTE)

TECNOLOGIAS



CARACTERIZACIÓN DEL AGUA

RESIDUAL:

CARGA HIDRAÚLICA

GASTO O CAUDAL = Q

CARGA POLUENTE:

C = Q x Conc.


CONCENTRACION DE CONTAMINANTES (Conx)



CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DEL

AGUA RESIDUAL

MATERIA ORGÁNICA

Ph

ACIDEZ / ALCALINIDAD

OXIGENO DISUELTO

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO)

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)

CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT)

DEMANDA TEORICA DE OXÍGENO (DTeO)

FOSFORO




NITRÓGENO

- TOTAL

- ORGÁNICO

- AMONIACAL

- NITRITO

- NITRATOS

METALES PESADOS

SALINIDAD

DETERGENTES

TÓXICOS

PESTICIDAS




D E S B A

S T E

I G U A L A

C I O N

M E Z C L

A D O

F L O C U L A

C I Ó N

S E D I M E N T A C I Ó N

E T C


ESQUEMA DE LAS OPERACIONES Y

PROCESOS UNITARIOS



TRATAMIENTO SECUNDARIO

O BIOLOGICO

Prof. Rafael DautantProf. Rafael Dautant

TRATAMIENTO SECUNDARIO




TRATAMIENTOS AERÓBIOS.

TRATAMIENTOS ANAERÓBIOS.

TRATAMINETOS ANOXICOS

TRATAMIENTO FACULTATIVO.



TRATAMIENTO TERCIARIO O




AVANZADO

REMOCIÓN DE NUTRIENTES.

REMOCIÓN DE DBO Y SS REMANENTES

REMOCION DE METALES PESADOS

REMOCIÓN DE TRAZAS DE COMPUESTOS

ORCANICOS

REMOCIÓN DE TRAZAS DE COMPUESTOS

INORGANICOS



DESBASTE



2.-TIPOS:

2.1.-LIMPIEZA:

- MANUAL

- MECÁNICA

2.2.-ABERTURAS:

- REJAS GRUESAS

- REJAS MEDIANAS

- REJAS FINAS (REJILLAS)

- TAMICES

- MICROTAMICES


REJAS DE LIMPIEZA MANUAL



TAMIZ ROTATIVO




MICROTAMIZ



ESQUEMA DE REJAS



5.- NÚMERO DE BARRAS



DONDE:

N = NÚMERO DE BARRAS A COLOCAR

a = ANCHO TOTAL DEL CANAL

SE TOMARÁ COMO REFERENCIA UNA RELACIÓN

ALTO/ANCHO MAYOR O IGUAL A 3

Dw

DaN




NOTAS IMPORTANTES



- EN TODAS ELLAS LA PERDIDA DE CARGA NO

DEBE EXCEDER LOS 15 CENTÍMETROS.

- EN TODAS ELLAS, EL ÁREA NETA DE

PROYECCION DE LAS ABERTURAS DENTRO DE

LA PROFUNDIDAD DE SUMERGENCIA, DEBE SER

TAL QUE:

Qmedio -------------------------- V= 60 cm/s

Qmáximo ------------------------ V = 90 cm/s

- OTROS AUTORES:

V

1

= 0.45 m/s para evitar sedimentación.

V

2

= 0.75 m/s,para evitar arrastre.

ANCHO MÍNIMO DEL CANAL DE DESBASTE

ES DE 35 cm




EJEMPLO DE DESBASTE



- DISEÑAR UN SISTEMA DE REJILLAS QUE SEA

CAPAZ DE RECIBIR UN CAUDAL MÁXIMO DE

28.4 L/s PROVENIENTES DE LA POBLACIÓN

DE ARICHUNA.

- SOLUCIÓN:

- DISEÑO DE LA REJILLAS:

BASES:

Qmax prom = 28.4 L/s

w = 0 95 cm = 3/8”

D = 1 cm

ø = 45º

V = 0.90 m/s




3.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DELCANAL:



ANCHO TOTAL DE LAS BARRAS = 31x0.95 cm

ANCHO TOTAL BARRAS = 29.45 cm

ANCHO ÚTIL = 60

–

29.45 = 30.55 cm

ALTURA ÚTIL (mínima)

4.- REVISION DE LA PERDIDA DE CARGA:

hf = ß ø

hf= 2.42

hf= 7 cm < 15 cm

10.33cm

30.6cm

316cm2

.Sen

2g

V

D

W

2

4/3

Sen45º

2x9.80

0.90

1.00

0.95

2

4/ 3


5.- CALCULO DE LA PENDIENTE DEL CANAL DEAPROXIMACIÓN:



Pm

Am

R

R

V x n

2

2 / 3

0 . 0 8m

2 x 1 0 . 3 30

6 0 x 1 0 . 3 3

R

20

2ha

axhR

h

a




IGUALACION


IGUALACIÓN



OBJETIVOS:

1.- LOGRAR UN EFECTO DEAMORTIGUAMIENTO EN LAS VARIACIONESDEL CAUDAL.

2.- TENDER HACIA LA HOMOGENEIZACIONEN CUANTO A LA CALIDAD DEL EFLUENTE.

TIPOS:- IGUALACION-COMPENSACION-BOMBEO- IGUALACION-NEUTRALIZACION





IGUALACIÓN



CALCULO:

- VOLUMEN DE COMPENSACIÓN = Vc

- VOLUMEN MÍNIMO = Vm

- VOLUMEN TOTAL = Vc+Vm

- Vc=(Qmax-Qm)td

- Vm=Qm x tr




IGUALACIÓN



DONDE:

Qmax = CAUDAL MÁXIMO PROMEDIO

Qm = CAUDAL MEDIO

td = TIEMPO DE DURACION DEL CAUDAL MAXIMO

tr = TIEMPO MÍNIMO POR NORMAS


OPERACIONES DE MEZCLADO

A FIN DE GARANTIZAR QUE NO EXISTA



A FIN DE GARANTIZAR QUE NO EXISTA

SEDIMENTACIÓN EN ÉSTA UNIDAD, LOGRENMANTENERSE LOS SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN

Y SE EFECTÚE LA HOMOGENIZACIÓN,

DEBERÁ AGITARSE COMO SIGUE:

CON AIRE:

- DEBERÁ SUMINISTRARSE ENTRE 20 Y 30

c.f.m (0.56 Y 0.84 m3/

min) POR CADA 1000PIES CUBICOS ( 28m3 ) DE TANQUE.

- SE UTILIZARÁ UN ARREGLO SOPLADOR-

DIFUSOR. Prof. Rafael Dautant

OPERACIONES DE MEZCLADO



CUANDO SE UTILICE SOPLADOR – DIFUSOR

PARA OBTENER LA PRESIÓN DE DESCARGADEL SOPLADOR, DEBERÁ TOMARSE EN

CUENTA LASPÉR I S

, DE LA SIGUIENTE

MANERA:

• COLUMNA DE AGUA SOBRE EL DIFUSOR

• PÉRDIDAS A TRAVÉS DEL DIFUSOR

• PÉRDIDAS POR FRICCION

• PÉRDIDAS POR FORMAS Y ACCESORIOS


PERDIDAS: COLUMNA DE AGUA:



LA EXPRESIÓN PARA EL CÁLCULO DE LAS DOS (02)PRIMERAS ES:

DONDE:

P = PRESION EN p.s.i

= PESO ESPECIFICO DEL LÍQUIDO RESIDUAL

H = COLUMNA DE AGUA EN PIES

2.31

γ

P


AIRE



H

DIFUSORProf. Rafael Dautant

PERDIDAS:



DIFUSOR:

LA PERDIDA A TRAVÉS DEL DIFUSOR ENTÉRMINOS DE “H”, ES SUMINISTRADA POR

EL FABRICANTE.

FRICCION, FORMAS Y ACCESORIOS:

POR LO GENERAL, POR LO PEQUEÑO DE

ÉSTAS, SE TOMARÁ ENTRE UN 10 Y 15 % LASUMATORIA DE LAS DOS (02)

ANTERIORES.Prof. Rafael Dautant

SOPLADORES



SOPLADORES




ESPECIFICACIONES SOPLADOR COMERCIAL




DIFUSORES BURBUJA FINA




GRÁFICO CAUDAL DE AIRE Vs. PÉRDIDA




GRÁFICO CAUDAL DE AIRE Vs.TRANSFERENCIA O2




DIFUSOR TIPO DOMO




ESPECIFICACIONES DIFUSOR TIPODOMO COMERCIAL




DIFUSORES BURBUJA GRUESA




ESPECIFICACIONES BURBUJAGRUESA COMERCIAL




NOMOGRAMA Q AIRE Vs PERDIDAS




OPERACIONES DE MEZCLADO CON AIREADORES MECÁNICOS:



P = 75 x 10-6 V

DONDE:

P = POTENCIA REQUERIDA (H P)

V = VOLUMEN DEL TANQUE EN GALONES

PS =

DONDE:

PS = POTENCIA A SUMINISTRAR( H P )

E = EFICIENCIA DEL AIREADOR

E

P


AIREADORES MECÁNICOS(BAJA VELOCIDAD)




AIREADORES MECÁNICOS(BAJA VELOCIDAD)




ESPECIFICACIONES GENERALES DE LOS AIREADORES MECÁNICOS



ESPECIFICACIONES AEREADOR ALTA VELOCIDADCOMERCIAL




AIREADORES MECÁNICOS(ALTA VELOCIDAD)




MEZCLADORES MECÁNICOSSUMERGIBLES




EJEMPLO:



SE DESEA DISEÑAR UN TANQUE DE

IGUALACIÓN

–

COMPENSACIÓN, QUE SEA

CAPAZ DE RECIBIR UN EFLUENTE

INDUSTRIAL QUE ES GENERADO A UNA

RAZÓN DE 10 L/s COMO CAUDAL MEDIO. DE

INFORMACIÓN OBTENIDA DE LOS GRÁFICOS

DE CAUDAL SE DESPRENDE QUE EL CAUDAL

MÁXIMO PROMEDIO ES DE 30 L/s, TENIENDO

UNA DURACIÓN DE 1 HORA. SE TOMARÁ

MEDIA HORA COMO TIEMPO PARA EFECTOS

DEL MÍNIMO VOLUMEN QUE TENDRÁ EL

TANQUE.


1.- CÁLCULO DEL VOLUMEN DE

COMPENSACIÓN:



Vc = (Qmax

–

Qm) x td

Vc = (30

–

10) L/s x 1 hr x 3600 s/hr

Vc= 72 m

3


2.- CÁLCULO DEL VOLUMEN MÍNIMO:

Vm = Qm x tr

Vm = 10 L/s x 30 min x 60 s/min

Vm= 18 m3

3.- CÁLCULO DEL VOLUMEN TOTAL:



Vc = VC+Vm

Vc = (72+18) m3

Vc= 90 m3

DIMENSIONES:

L = a = 5,47 m

H útil = 3,00 m

4.- CÁLCULO DEL AIRE REQUERIDO

PARA MEZCLADO:



SE NECESITA EN 20 Y 30 c.f.m POR CADA

1000 PIE

3

DE TANQUE, PARA GARANTIZAR

LOS SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN Y BUENA

HOMOGENEIZACIÓN.

SE TOMARÁ 30 c.f.m / 1000 Pie

3

R.A= 96 pie/min (c.f.m)

33

3

3

3

m0.304

1pieX

1000pie

1X

min

pie90x30R.A


5.- CÁLCULO DE LA PRESIÓN DE LA



DESCARGA DEL SOPLADOR:

PERDIDAS:

* COLUMNA DE AGUA:

2.31

γ.HP




3.99p.s.ip

2.31

e/0.3041x2.80m1pip


3.002.80



SEDIMENTACIÓN




DISEÑO:



ZONAS DE UN SEDIMENTADOR

ENTRADA

ZONA DESEDIMENTACIÓN

ZONA LODOS

SALIDA

Vm

Vc


MOTORREDUCTORCANAL

VE3RTEDERO



PUENTEDIAMETRAL

PANTALLADEFLECTORA

BARRELODOS

ALIMENTACION

PURGA DE LODOS



FACTORES A CONSIDERARSE EN EL

DISEÑO:



1.-VARIACION DEL GASTO, CON ESPECIAL

ATENCIÓN AL MÁXIMO.

2.-CORRIENTES DEBIDAS A DIFERENCIAS DE

DENSIDAD.

3.- CARGAS DE SÓLIDOS:

- EN PRIMARIOS HASTA 150 Kg/m

2

- d

- EN SECUNDARIOS HASTA 90 Kg/m

2

- d


:

4.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS:



DEBE GARANTIZARSE UNA BUENA CONSISTENCIA,EVITANDO CONDICIONES DE SEPTICIDAD.

5.- CARGA SUPERFICIAL Y TIEMPO DE RETENCIÓN

SON CONSIDERADOS LOS FACTORES MASIMPORTANTES EN EL DISEÑO.


TIPOS DE SEDIMENTACIÓN:



TIPO I:

CORRESPONDE A PARTÍCULAS DISCRETAS, QUE

SE SEDIMENTAN SIN CAMBIO DE TAMAÑO,

FORMA Y PESO, SIN LA INTERFERENCIA DE

OTRAS. Ej: ARENAS, GRAVILLAS,ETC.

TIPO II:

CORRESPONDE A PARTÍCULAS FLOCULENTAS

EN BAJAS CONCENTRACIONES; COMO LO

REPRESENTAN POR EJEMPLO, LAS AGUAS

SERVIDAS DE POBLACIONES.


TIPO III:

CORRESPONDEN A PARTÍCULAS COALESCENTES



EN ALTAS CONCENTRACIONES, TAL ES EL CASO

DEL LICOR MEZCLA EN LOS LODOS ACTIVADOS.

BIODISCOS, ALGUNOS EFLUENTES

INDUSTRIALES COMO LOS DE LA PULPA Y

PAPEL,ETC.

TIPO IV: CORRESPONDE A LA LLAMADA SEDIMENTACIÓN

POR COMPRENSIÓN. LAS PARTÍCULAS

ALCANZAN UNA CONCENTRACIÓN TAL QUE

FORMA UNA ESTRUCTURA QUE SOLO UN

ASENTAMIENTO POR COMPRENSIÓN LOGRA

ASENTARLA.


CARGA SUPERFICIAL



DONDE:

C.S = CARGA SUPERFICIAL (m

3

/m

2

-d)

Q = GASTO (m

3

/d)

Asup = AREA SUPERFICIAL (m

2

)

t = TIEMPO DE RETENCION (hr)

to = TIEMPO DE SED DE LA PARTÍCULA LÍMITE. (hr)

Vo = VEC DE SED EN LA PARTÍCULA LIMITE (m/d)

t/to

Vo

Asup

QC.S


TIPO DE TRATAMIENTO C.S (MÁXIMO)

(m

3

/m

2

–

d)



FILTRO PERCOLADOR 41

FILTRO PERCOLADOR ALTA TASA 33

LODOS ACTIVADOS (PEQUEÑOS) 33

LODOS ACTIVADOS (GRANDES) 41

RBC (BIODISCOS) 41

F/Q (FISICO

–

QUIMICO) 64

LA WATER ENVIRONMENT FEDERATION (W.E.F) RECOMIENDA:

PARA: SEDIMENTADORES SECUNDARIOS ENTRE 12 Y 41 m

3

/m

2

–

d

SEDIMENTADOR PRIMARIO Y F/q ENTRE 12 Y 64 m

3

/m

2

–

d


TIEMPO DE RETENCIÓN

CARGA SUPERFICIAL PROFUNDIDAD (m)

3 2



(m /m – d) 2.10 2.40 3.00

25 2.10 2.40 3.00

33 1.60 1.80 2.25

41 1.25 1.40 1.75

EN GENERAL:

TIEMPO DE RETENCIÓN:

SEDIMENTARIOS PRIMARIOS: 1 A 2 Hr.SEDIMENTARES SECUNDARIOS: 2 A 2.5 Hr.


EN GENERAL:

TIEMPO DE RETENCIÓN:



SEDIMENTARIOS PRIMARIOS: 1 A 2 hr.SEDIMENTARES SECUNDARIOS: 2 A 2.5 hr.

PROFUNDIDAD:

h : 2.1 – 3.60 m

BORDE LIBRE :

hb= 30 cm (mínimo)Prof. Rafael Dautant

CARGA DE SÓLIDOS

6



DONDE :

C.Sol = Carga de sólios (kg sólidos/m2-d)Q = Caudal (l/d) X = Conc de sólidos suspend totales (mg/L) A = Area superficial (m2)

A10XQ.C.sol

6


CARGA LINEAL O SOBRE VERTEDERO:



DONDE :

C.L = CARGA LINEAL (m3/m-d)L.v = LONGITUD DE VERTIDO (m)

LA W.E.F RECOMIENDA VALORES 250 m

3

/m-d

Lv

QC.L


RECOLECCIÓN Y REMOCION DE LODOS



LA FORMA, TIPO Y TAMAÑO DE LA ZONA DE

LODOS, DEPENDEN DE LAMANERA DE

REMOCIÓN DE ÉSTOS.

EL FUNCIONAMIENTO DEL MECANISMO

RECOLECTOR PUEDE SER CONTÍNUO O

INTERMITENTE, DEPENDIENDO DEL

VOLUMEN DE SEDIMENTOS Y LA CAPACIDAD

DE LAS TOLVAS.


RECOLECCIÓN Y REMOCION DE LODOS

LAS TOLVAS TENDRÁN UNA INCLINACIÓN



MÍNIMA DE 45º. RELACIONES BUENAS

ENTRE 1/1, 1.5/1, 1.6/1, 1.7/1.

LAS PENDIENTES DEL FONDO EN

SEDIMENTARES CON BARRELODOS ES 1 Y

DEL 4 AL 8 EN CUADRADOS Y CIRCULARES.

UNA RELACIÓN BUENA ES DE 1:8 A 1:12

BARRELODOS


REQUISITOS DE POTENCIA

GENERAL ESTIMADO:



1 H.P /100 m

2

DE ÁREA

PARA CIRCULARES:

½ HP DP < 16 m

¾ HP D > 16 m

VELOCIDAD DE LAS RASTRAS:

S. PRIMARIOS .........................60 cm/min

S. SECUNDARIOS.....................30 cm/min

S. CIRCULARES........................150-240 EN LA PERISFERIA


DISPOSITIVOS:



ENTRADA SALIDA

DISTRIBUIDORES BAFLES (AMBOS)

CANAL CANAL

TABIQUES VERTEDERO (AMBOS)


DISPOSITIVOS




EJEMPLO

CALCULAR UN SEDIMENTADOR SECUNDARIO



QUE VA A RECIBIR UN CAUDAL MÁXIMO DE

210 L/s Y 150 L/s COMO MEDIO,

PROVENIENTE DE UN PROCESO DE LODOS

ACTIVADOS, QUE TIENEN UNA

CONCENTRACIÓN DE SSTLM DE 2000 mg/L

DE LAS ESPECIFICACIONES DEL MISMO,

SABIENDO QUE SERÁ DE SECCIÓN CIRCULAR

CON BARRELODOS.


1.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL

SEDIMENTADOR:



Qmax

P

= 210 L/s

tr = 2 hr

Qm = 150 L/S

V = Q x tr

V = 210 L/s x 2 hr x 3600 S/hr

V = 1512000 L = 1512 m

3


2.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL

SEDIMENTADOR:



ASUMIENDO hp = 2.5 m

D = 28 m

23

600m2.5m

1512m

hp

VA

27,80π

4x600

π

4AD


3.- CÁLCULO DE LA CARGA SUPERFICIAL ACTUANTE:



d/m30mC.S

600m

/1000L00s/diax1m210m/sx864C.S

A

QC.S

23

2

3


Para el Qmedio se tiene que:



W.E.F recomienda entre 12 y 41 m3

/m2

-d

d/m21.60mC.S

600m

/1000L00s/dx1m150L/sx864C.S

23

2

3


4.- CARGA LINEAL ACTUANTE SOBRE EL VERTEDERO DE SALIDA:



Lv= Longitud de vertidoLv= D x ff= Factor de vertido

6 4 6

3

LvQC.L


PARA DISTRIBUCIÓN DE LAS ABERTURAS EN “V”



W.E.F RECOMIENDA 250 m3/m-d

52.80mπ28x.60Lv

as52.80m2car

00x1/100210L/sx864C.L

d/m172mC.L 3


5.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES REALESDEL SEDIMENTADOR:



a.- VOLUMEN DEL CILINDRO.(1)b.- VOLUMEN DE LA TOLVA.(CONO)(2)

CILINDRO. V 1= A . H1

CONO (TOLVA) V 2=1/3 A. H2


PARA EL VOLUMEN DEL CONO SE TOMARÁ

PENDIENTE DEL FONDO 1:12



1.20mx4

28 π

3

1hxAm

3

1V

2

22

H2= 1.20 m (OBTENIDA DE LA PENDIENTE)

V 2=246.30 m3


12

1

28

1,20

EL VOLUMEN TOTAL ES:



V S = 1512 m3

V S = V cilindro + Vcono

Vcilindro =Vs - Vcono Vcilindro = (1512-246.30)m3

Vcilindro = 1265.70 m3


1

2

.h4

π.DVcilindro



h1=2.10 m 28

2.10

1.20

2

3

1π.28

1265.70mh


6.- CALCULO DE LA CARGA DE SÓLIDOS

Q.X



DADO QUE EN UN PROCESO DE LODOS ACTIVADOS CONVENCIONAL, ELVALOR DE “X”

CALCULADO FUE DE 2000 mg/L (SST LM)

C.Sol = 60.5 Kg/m2 - d

A

QC.Sol

600

10x2000x86400x210C.Sol

6


EJEMPLO



DISEÑAR UN SEDIMENTADOR DE SECCIÓN

RECTANGULAR, PROVENIENTE DE UN

PROCESO FÍSICO – QUÍMICO A BASE DE

PRECIPITACIÓN EN DONDE LOS S.S.T TIENEN

UNA CONCENTRACIÓN DE 3000 mg/L Y EL

CAUDAL DE ENTRADA ES GENERADO A UNA

TASA DE 51875 L/d. DE INFORMACIÓN DEL

LABOATORIO, FUE NECESARIO DEJAR UN

TIEMPO DE RETENCIÓN DE 3.5 h.r.


1.- CALCULO DEL VOLUMEN DEL

SEDIMENTADOR:



V = Q x tr

tr = 3.5 hr (LABORATORIO)

V= 51875 l/d x 3.5 hr x 1 d/24 hr

V = 7545

L = 7.54 m

3


2.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL

SEDIMENTADOR:



SE DEJARA UNA PROFUNDIDAD DE 2.00 m EN

PROMEDIO PONDERADO.

23

3.80m2.00m

7.6mA


PARA UNA RELACIÓN L/a = 2

2 a x a =3.80 m

2



1.38m2

3.80a

a=1.38 m 1.40 m

L= 2 x 1.40 = 2.80 m


3.- CÁLCULO DE LA CARGA SUPERFICIAL :



LA W.E.F RECOMIENDA ENTRE 12 Y 64 m

3

/m

2

-d

d/m13.70mC.S

3.80m

/1000Lm51875L/dx1

A

QC.S

23

2

3


4.- CARGA LINEAL SOBRE EL VERTEDERO DE

SALIDA:



Lv= a x f x Nº caras

Lv= 1.40 x 0.60 x 2Lv = 1.68 m

LvQC.L

d/m31m1.68x100051875C.L 3


5.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES REALES

DEL SEDIMENTADOR:



L = 2.80 ma = 1.40 m

V 1= CAJON RECTANGULAR V 2= PIRÁMIDE TRUNCADA


5.- CALCULO DE LAS DIMENSIONES REALESDEL SEDIMENTADOR:

)β.bb(βh1

V



B Y b SON LAS ÁREAS DE LAS BASESB = 2.80 x 1.40 = 3.92 m2

b = 0.40 x 0.40 = 0.16 m2

2.80

h2=1.20

0.40 1 .20

3 22


)3.92x0.160.161.20(3.921

V2



V 2 = 1.93 m3

V sedimentador= Vcajon+Vpirámide Vcajon = Vsedimentador – Vpiramide V 2 = (7.6 – 1.95)m3

V 2 = 5.65 m3

3


V 2= L x a x h1 = 5.65 m3



5.80

1.44

1.20

1.44mm2.80mx1.40

5.65mh3

1

11


6.- CALCULO DE LA CARGA DE SÓLIDOS



C.Sol = 40 Kg/m2 - d

2

6

m3.92

10xmg/Kg3000x51.875

A

XQCsol


Prof. RAFAEL DAUTANT STlf: 58-241-8421435

58-241-8421192

il f l d @h il



E-mail: [email protected]

Diseño de planta primera parte

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