Diseno de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Act 10...Trabajo

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente

Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.

DISEO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Trabajo Colaborativo 2

Estudiante

TULIA ELENA HERNANDEZ BURBANO Cdigo: 25097220

Tutor(a) Sofa Dolores Salcedo

Ingeniera Sanitaria y Ambiental

Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del medio ambiente

CAAV Eje Cafetero Noviembre 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 Percolador c) Decantadores secundarios circulares Datos de partida Poblacin de diseo: 5000 h-eq Caudal medio: 0,2 L/s 5000 h-eq son:

Factor Referente 1 h-eq/d Poblacin Diseo Gr/ d Kg/d DBO5 60 g/d

5000 h_eq

300000 g/d 300 kg/d DQO 135 g/d 675000 g/d 675 kg/d SST 90 g/d 450000 g/d 450 kg/d N 10 g/d 50000 g/d 50 kg/d P 4 g/d 20000 g/d 20 kg/d Teniendo en cuenta los datos de partida procedemos a identificar1 Tamao de la poblacin Caudal mnimo Qmn Caudal de punta Qp Pequea (


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. 1. Documento de memorias de clculo, con justificacin para cada valor

a) Reactor de lodos activados -Hallar volumen del tanque

= ( ) [ 1 + ( ]

=25 0,6 17,28 3/ (675 67,5/)

4000 [ 1 + (0,05 25 ) ]

= = ,

-La Carga Msica ser: Cm

=.

= 675 . 17,28/

17,5 3 4000=

11664 70000

= 0,17

/

R/ La Carga msica es de 0,17 Kg DQO/ KgSSLM/d. El valor obtenido se encuentra en el rango entre 0,1 y 1,0, lo que descarta el tratamiento con aireacin extendida y sugiere emplear el tratamiento Convencional. -El caudal de purga sera: Qp

=

= 17,5 3 400025450 /

= 7000011250 /

= 6,2 m3/d

=

= 17,53 6,2

3

25 450 / =

108,5 11250 /

= 108,5 3 211,25 3/

= 9,65 3/ De tal modo que X = 9,65 3/


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. -Caudal de Recirculacin: Qr

=( ) ( )

=17,28 3/ 9,653 (6,2

3

0,4503 )

9,653 4653/

=166,75 3

3 (2,79

3

3 )

9,18503=

163,96 3/9,19

= 17,8 3/

Tasa de recirculacin es: Qr/Q = 17,8/17,28 = 1,03 Valor aceptado para Tratamiento convencional. Relacin F/M . (Food / microorganismos)

=

= 17,28 3 0,675 317,5 3 2,23 3

= 11,7 339 3

= 0,3 = b) Filtro Percolador TRC das: 25 das. (Referencia: 20 a 30 das) Crecimiento Bact. Y 0,6 (Referencia: 0,4 a 0,8) Q Caudal medio 0,2 l/s = 17280 l/d = 17,28 m3/d So: DQO inicial 675 kg/d Eficiencia remocin 90% (0,9)= 605,5 kg/d S: DQO final 67,5 kg/d X SSLM: 4000 (Referencia: 3000 a 6000 ppm) Xo: 450 kg/d Kd. Coef eliminacin 0,05 (Referencia: 0,05 a 0,075) -Calculo carga contaminante En terminus de DBO: Concentracin * Caudal * factor (0,0864)


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Q = 17,28 m3/d Concentracin: 5000 h_eq donde DBO5 es de 300000 g/d = 300 KgDBO/da

Concetracion DQO Concentracin DBO Carga contaminante DBO

675 Kg/d 300 Kg/da = 300000000 mg/l

200ml/s * 300000 g * 0,0864 = 5184 Kg DBO

675000000mg/l 200ml/s * 675000 g * 0,0864 = 11664 Kg DQO

-Calculo el volumen requerido

soporte = Cm/C.Orgnica = 5184 Kg DBO/d/ 300 KgDBO/d = 17,28 m3 c) Decantador secundario circular -Hallo el ndice volumtrico de lodos: SSLM = 5184 KgDBO Sedimentabilidad: 25 mL/g

IVL = 1000 * 25 /

5184 Kg DBO= 4,82 m3/m2 h

-Criterios de Diseo: TRH 4 horas Carga superficial: Qm= 0,2 l/s = 720 l/h = 0,72m3/h < 0,8 m3/m2 *h Qp = 1 l/s = 3600 l/h = 3,6 m3/h >1,5 m3/ m2 * h Profundidad: 3 m Pendiente fondo 6%


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. a) Disear el Reactor de Lodos

Criterios de diseo para el tanque Poblacin de diseo. 5000 eq_h Caudal: 0.2 l/s Nmero sedimentadores: 1 Velocidad sedimentacin: 4,82 m3/ m2*h Q Caudal medio 0,2 l/s = 17280 l/d = 17,28 m3/d Dimetro tubera: 200 ml /(Pi) = 63,7 / 2,54 = 2,5 Eficiencia remocin 90% (0,9)= 605,5 kg/d = 17,5 m3 Para un volumen de 17,5 m3 se deben hallar tres guarismos para el largo, ancho y profundidad: Profundidad: 3 m Largo: 25 m Ancho: 23,5 m Borde 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.

Parmetro Valor o rango Altura mnima 3m Borde libre 0,8 a 1,2m Coeficiente de rugosidad Manning 0,014 Disearlo con caudal mximo Q.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


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. b. Disear el Filtro Percolador. Para carga baja Medio filtrante: Piedra Tamao 1 a 5 Superficie especfica 60 m2/m3 Constante n 2 Constante K 0,5 (m * d)-0,5 Vaco 40% Carga hidrulica 0,12 Carga Orgnica 0,4 Profundidad 2 m Arrastre slidos: continua Eficiencia remocin 80% Moscas en filtro Muchas c. Disear Decantadores Secundarios Volumen tratado del sedimentador V= Q.T = 0,09

3 .180 = 173

Para esta cantidad de aguas tratadas, se requiere un solo reactor. Tempo de retencin Hidrulica

T= V/Q = 173

0,01 3

= 178

Altura o profundidad efectiva:

=62

1,5 = 4

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: Cs 21,6 m/h Profundidad: 3,5 m Pendiente: 5% Relacin : h 1:10 campana defl 10% del del decantador


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Altura campana: 20% profundidad del decantador Velocidad mxima puente 80 m/h Pendiente cono invertido 1 : 10 Capacidad almacenamiento 4 horas Produccin natas y flotante 3 mg/m3 de agua tratada Concentracin 5 g/L Volumen 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/ s Q de Punta de 1 l/s = 0,01 m3/ s Nmero 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 = 3,85 Por 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


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. A = * D2 / 4 = (3.1416 * ?) / 4 D2 = (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.


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. 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


Actividad 10. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Plano de ingeniera de perfil hidrulico

Filtro percolador

Plano de ingeniera en planta.



Decantador Secundario

Plano de ingeniera en planta.

Plano Ingeniera de corte



Decantador secundario Circular

Plano de ingeniera en planta tanque 4,94 As 19,17 m2 Profundidad: 3,5 m campana=15% 0,741 Altura campana 20%

Plano de ingeniera en corte

Pl I i d t

3,5m



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

http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/acodal43/experiencia.pdfhttp://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc003/CAPITULO18.pdf

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