UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADEscuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio AmbienteActividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.

DISEO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESTrabajo Colaborativo 2

EstudianteTULIA ELENA HERNANDEZ BURBANOCdigo: 25097220

Tutor(a)Sofa Dolores SalcedoIngeniera Sanitaria y Ambiental

Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNADEscuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del medio ambienteCAAV Eje CafeteroNoviembre de 2013

1. Objetivos de la actividad

Desarrollar los clculos completos y planos de las siguientes unidades de depuracin, para una industria de alimentos: El nmero de unidades depende de los criterios que utilice.

a) Lodos activados b) Filtro Percoladorc) Decantadores secundarios circulares

Datos de partida

Poblacin de diseo: 5000 h-eqCaudal medio: 0,2 L/s

5000 h-eq son:

FactorReferente 1 h-eq/dPoblacin DiseoGr/ dKg/d

DBO560 g/d5000 h_eq300000 g/d300 kg/d

DQO135 g/d675000 g/d675 kg/d

SST90 g/d450000 g/d450 kg/d

N10 g/d50000 g/d50 kg/d

P4 g/d20000 g/d20 kg/d

Teniendo en cuenta los datos de partida procedemos a identificar[footnoteRef:1] [1: Formula Empricas para el clculo de los caudales mnimo y de punta (Pag 46 Modulo del curso) ]

Tamao de la poblacin Caudal mnimo QmnCaudal de punta Qp

Pequea(1,5 m3/ m2 * hProfundidad: 3 mPendiente fondo6%

a) Disear el Reactor de Lodos

Criterios de diseo para el tanquePoblacin de diseo. 5000 eq_hCaudal: 0.2 l/sNmero sedimentadores: 1Velocidad sedimentacin: 4,82 m3/ m2*hQ Caudal medio0,2 l/s = 17280 l/d = 17,28 m3/dDimetro tubera: 200 ml /(Pi) = 63,7 / 2,54 = 2,5 Eficiencia remocin90% (0,9)= 605,5 kg/d = 17,5 m3Para un volumen de 17,5 m3 se deben hallar tres guarismos para el largo, ancho y profundidad: Profundidad: 3 mLargo: 25 mAncho: 23,5 mBorde libre: 1/3 de profundidad (Agrega 1 metro a la altura)

As Volumen = 25 m * 3,0 m * 23,5 m = 17,55 m3

Reactor de Mezcla completa.

ParmetroValor o rango

Altura mnima3m

Borde libre0,8 a 1,2m

Coeficiente de rugosidad Manning0,014

Disearlo con caudal mximoQ.Punta= 1 l/s = 0,001m/s = Altura (h): 3,0 m Ancho (b) 25 m Largo = 23,5 m

El rea de la base del pozo est dada por su ancho y su largo, con una seccin alargada o rectangular:

b*(h) = 25m*(23,5m)= 587,5m

b. Disear el Filtro Percolador. Para carga baja

Medio filtrante:PiedraTamao1 a 5Superficie especfica60 m2/m3Constante n2Constante K0,5 (m * d)-0,5 Vaco40%Carga hidrulica0,12Carga Orgnica0,4Profundidad2 mArrastre slidos: continuaEficiencia remocin80%Moscas en filtroMuchas

c. Disear Decantadores Secundarios

Volumen tratado del sedimentador

V= Q.T Para esta cantidad de aguas tratadas, se requiere un solo reactor.

Tempo de retencin Hidrulica

T= V/Q = Altura o profundidad efectiva:

El decantador para tratamiento tendr forma circular, con las siguientes medidas:

= 35 m (Radio de 17,5 m)TRH: 8100 s = 2 horas y 15 min Carga superficial: Cs21,6 m/hProfundidad: 3,5 mPendiente: 5%Relacin : h1:10 campana defl10% del del decantadorAltura campana: 20% profundidad del decantadorVelocidad mxima puente80 m/hPendiente cono invertido1 : 10Capacidad almacenamiento4 horasProduccin natas y flotante3 mg/m3 de agua tratadaConcentracin5 g/LVolumen lodos = 8, 7339 m3

= (Carga slidos suspendidos (Csst) * Coeficiente E, Reduccin de Slidos en el decantador) / Coeficiente de concentracin de lodos Cf )

= ( Csst * E ) / Cf Para un caudal Q Medio de 0,2 l/s = 0,002 m3/ sQ de Punta de 1 l/s = 0,01 m3/ sNmero Unidades: 1 unidad decantadoras:

Se tendr para cada unidad los siguientes parmetros de diseo: Caudal medio de 0,002 m3/ s y Caudal de punta: 0,0175 m3/ s

El volumen a tratar para cada decantador, con un TRH de 8100 s (2 h 15 min) en caudal de punta es:

= Qp * TRH = 0,0175 m3 * 8100 s = 141,75 m3

= 141,75 m3

rea superficial:

El rea superficial de cada decantador, con una carga total de 17 m/h, As = Qp / Cs = 0,0175 m3 / s * 3600 s/h / 1,74 m/h =As = 36,2 m2 rea base decantador. Altura: 141,75 / 36,4 = 3,85Por ser circular, hallar el Dimetro: 36,4 / 3.1416 = 11,6 m

Altura de cada unidad:

P = / As = 141,75 m3 / 36,6 m2 P = 3,87 m Altura que est dentro del lmite recomendado.

Dimetro del tanque

A = * D2 / 4 = (3.1416 * ?) / 4D2 = (4 * A) / = (4 * 95,9 m2) / 3.1416 D2 = 383,6/ 3.1416 = 180,50 D = 122,1 = 11,05 m

Relacin Dimetro Vs Altura es de 1:11

Permetro del tanque:

Per = * D = 3,1416 * 11,05 m = 34,79 m.

Carga sobre el vertedero:

Caudal de punta respecto al permetro:

C. V = Qp / Per = (0,230 m3/ s * 3600s/ 1) / 34,79 m = (828 m3/h)/ 34,79 m = 23,8 m2 / h.

D) Plano de ingeniera de corte, de planta y de perfil hidrulico de cada una de las unidades, con sus cotas completas.

Tanque de lodos

Plano de ingeniera en planta.

Plano de ingeniera en corte

Plano de ingeniera de perfil hidrulico

Filtro percoladorPlano de ingeniera en planta.

Decantador SecundarioPlano de ingeniera en planta.

Plano Ingeniera de corte

Decantador secundario CircularPlano de ingeniera en planta tanque4,94As 19,17 m2 Profundidad: 3,5 m campana=15%0,741 Altura campana 20%alt= 3,50 malt = 2,20 m

3,5m

Plano de ingeniera en cortePlano Ingeniera de corte: Decantador

BIBLIOGRAFIA

Lozano-Rivas, W.A. (2012). Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Mdulo didctico. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.

Referencia Virtual. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/acodal43/experiencia.pdf

http://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc003/CAPITULO18.pdf