Sistema de Lodos Activados SBR

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

INFORME DE PROYECTO: REACONDICIONAMIENTO DE LA PLANTA DE LODOS ACTIVADOS DEL TIPO SBR

Curso : DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO

Docente : Ing. Máximo Baca

Integrantes : Castillo Villegas,Sheyla 043094 - HChinchay Flores, Raúl 051061 - HIparraguirre Ayala, Paul 054058 - HMatos Gutiérrez, Eder 051049 - HMedina Diaz, Luis 043128 - JPampa Tipula Marlene 043108 - IPeña Suyo, Daves 044252 - FQuillos Solorzano Alex 050149 - I

2009- B

Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales

Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR

Índice

INTRODUCCIÓN

I. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVOS GENERALES

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

II. PROBLEMÁTICA

III. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

IV. HIPÓTESIS

V. JUSTIFICACIÓN

VI. MARCO TEÓRICO

1. REACTOR DE SECUENCIA TIPO BATCH (SBR) 2. PROCESO SBR 3. COMPONENTES DEL BIO-BATCH4. VENTAJAS 5. BENEFICIO

VII. DESCRIPCION DEL DISEÑO, PROCESO Y DE LA FUNCION

VIII. DESCRIPCION DEL FUNCONAMIENTO GENERAL DE TABLERO DE CONTROL

IX DISEÑO DEL REACTOR DISCONTINUO DE LODOS SECUENCIALES

X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

10.1 MATERIALES Y COSTOS

XI CONCLUSIONES

XII RECOMENDACIONES

X. BIBLIOGRAFÍA



INTRODUCCIÓN

El tema escogido es "Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales con Alto DBO por el

Método de Lodos Activados", y el proyecto consistirá en la puesta en funcionamiento

de la planta de lodos activados existente y el uso de la misma para el tratamiento de

un agua residual específica con alto DBO (se ha sugerido, provisionalmente, el

tratamiento de las aguas servidas de la facultad). Este sistema actualmente incluye una

serie de sensores y demás equipos de instrumentación.

En el presente informe proporciona datos teóricos de los principales materiales que

constituyen el sistema para el tratamiento de aguas residuales mediante el proceso

biológico de lodos activados así como los pasos a seguir detalladamente para el

armando y funcionamiento del mismo, con la intención de que pueda ser

implementado o mejorado en el futuro.



I. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVOS GENERALES

Conocer y diseñar un sistema de tratamiento de aguas residuales por lodos activados.

Realizar un rehúso de la misma agua residual ya tratada, por su alto DBO.

Acondicionar un sistema de control a través de diversos equipos (sensores).

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer cuáles son las etapas en el tratamiento de aguas por lodos activados

in situ.

Este sistema contribuirá a la reducción de la concentración de DBO y de la

contaminación de las agua a utilizar bajando la carga orgánica.

Identificar los aspectos más relevantes de los procesos biológicos y químicos

que se dan en este tipo de tratamiento.

Verificar si la actual planta constituye una alternativa económica viable y de

no ser así sugerir las modificaciones que se tendrían que hacer para lograr

ello.



II. PROBLEMÁTICA

Las aguas residuales son residuos líquidos provenientes de tocadores, baños,

regaderas o duchas, cocinas, etc; que son desechados a las alcantarillas o cloacas. En

muchas áreas, las aguas residuales también incluyen algunas aguas sucias

provenientes de industrias y comercios. La división del agua casera drenada en aguas

grises y aguas negras es más común en el mundo desarrollado, el agua negra es la que

procede de inodoros y orinales y el agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede

ser usada en riego de plantas y reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma

en agua negra.

La práctica de construcción de sistemas de alcantarillas combinadas es actualmente

menos común. Algunas jurisdicciones requieren que el agua de lluvia reciba algunos

niveles de tratamiento antes de ser descargada al ambiente. Ejemplos de procesos de

tratamientos para el agua de lluvia incluyen tanques de sedimentación, humedales y

separadores de vórtice (para remover sólidos gruesos).

III. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Es posible realizar el tratamiento de un agua residual con un porcentaje alto de DBO a

través de la actual planta de lodos activados cumpliendo con los estándares

establecidos, y llevar a cabo el control instrumental de este sistema de forma parcial o

totalmente automatizada mediante equipos adecuados y confiables?



IV. HIPÓTESIS

Según la información que hemos podido recopilar consideramos que el tratamiento de

un agua residual con alto DBO mediante aireación y manteniendo una concentración

de microorganismos adecuada, parámetros básicos de esta metodología, constituye

una de las mejores alternativas para la depuración de este tipo de aguas y que es

posible construir un sistema en la facultad si se tiene conocimiento de la capacidad

que posee el equipo. Asimismo, luego de una rápida inspección de las posibilidades

que ofrece el mercado en materia de sensores, hemos concluido que con un

asesoramiento adecuado en la parte de instalaciones eléctricas es posible lograr un

control de procesos satisfactorio y confiable.

V. JUSTIFICACIÓN

Actualmente uno de los problemas que más preocupa a la humanidad es la

gran cantidad de contaminantes que se desechan en el agua, especialmente en

países poco desarrollados, es debido a la superpoblación, a la crisis del agua y

al costo de construir sistemas de tratamiento de aguas residuales.

El tratamiento de estas aguas residuales es de gran importancia ya que ofrece

una alternativa de solución a éstos; para que esto se logre se recurre a muchos

métodos de los cuales los más utilizados son los que involucran

microorganismos debido a que son económicos, eficientes y no generan

subproductos contaminantes

El empleo de lodos activados ofrece una alternativa para el tratamiento de

aguas residuales ya que poseen una gran variedad de microorganismos capaces

de remover materia orgánica presente en el agua, esto se ve favorecido por el

uso de reactores que proveen de las condiciones necesarias para la

biodegradación.



VI.MARCO TEORICO

Reactor de Secuencia tipo BATCH (SBR)

El SBR Bio-Batch TM es un sistema de tratamiento biológico aeróbico que ha sido usado con éxito para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, fue diseñado en USA como una innovación tecnológica alternativa. Los sistemas SBR han sido utilizados extensamente alrededor del mundo durante varias décadas. Estos funcionan al recolectar aguas residuales no tratadas y decantar el agua después de remover contaminantes como DBO, DCO, SST, nitrógeno y fósforo. Esto se lleva a cabo en un proceso en lote que consta de un llenado (ingreso de aguas residuales), aireación (para respiración bacteriana), sedimentación (separación de sólidos) y decantación (evacuación del efluente final).

Bio-Batch TM es un proceso en lote de alimentación interrumpida en el que un flujo continuo de agua es acomodado al alternar un llenado y evacuado mediante la alimentación de dos o más reactores. Para una operación de flujo continuo es necesario al menos dos reactores funcionando de forma alternante.

TANQUE ALIMENTADO:

Las aguas residuales llenan al tanque de

almacenamiento por medio de una bomba de HP de

potencia, la cual la bombea hacia un tanque que se

encuentra a una altura de 2.93 m. y cuyo nivel es

controlado por un sistema de sensor de nivel de

agua por bollas (radar), hasta ese punto, se evitan

la presencia de sólidos suspendidos por acción de

una pequeña rejilla metálica que protege al pie de

check en el punto fijo de la toma de agua. Este tanque de almacenamiento

hace las veces de tanque de homogenización puesto que las aguas que

llegan ahí proceden a sedimentar todas las partículas solidas y llegando a

los tanques de aireación con una menor carga de estas, adicionalmente el

tanque tiene una salida de emergencia regulada por medio de válvulas

manuales, en su desagüe.

Aire

-----------------------------------



TANQUES RECEPCIONADORES (3 DEL MISMO MODELO):

Luego las aguas discurrirán por gravedad hacia los tanques de aireación por medio de

una tubería de distribución (diámetro 11/2 pulgada) es controlada por medio de una

válvula de dos tiempos (diámetro ½ pulg.) para casos de emergencia o de

mantenimiento de la planta.

Las aguas son llevadas al sistema de tanques tipo lineal (tanques de aireación),en

donde el material orgánico se descompone en le tratamiento biológico, produciéndose

una importante remoción de nitrógeno mediante una desnitrificación simultanea.

Después del tratamiento biológico, tiene lugar la separación final del agua tratada y los

lodos activados en uno de los tanques de función doble del sistema tipo lineal.



Modelo 3-D de los Reactores de Secuencia Bio-Batch

Planta SBR Bio-Batch



Proceso SBR

El proceso Bio-Batch TM es una operación en cinco etapas la cual se lleva a cabo en la siguiente secuencia en un ciclo típico de 4 horas.

Secuencia de Llenado y Aireación

Durante esta secuencia, el agua residual no tratada es introducida en el reactor adonde es mezclada y aireada para cumplir con la demanda de oxígeno de diseño. Para incrementar el rendimiento biológico y eliminar las condiciones que promueven el crecimiento de bacteria filamentosa, se diseña la entrada del reactor con un selector. Este consiste en un arreglo de deflectores, el cual está conectado hidráulicamente a los reactores principales. Durante esta secuencia se elimina DBO y se lleva a cabo la nitrificación.

Secuencia de Sedimentación

Después del proceso de aireación, se apaga la entrada del aire y el caudal de entrada es desviado hacia el otro reactor o reactores. Se crea entonces, una condición tranquila en la zona principal de aireación para una sedimentación eficiente del lodo. Durante este periodo se crean condiciones anóxicas/anaeróbicas para la desnitrificación y la eliminación biológica del fósforo.

Ciclo de Llenado y Aireación en

Proceso

Zona del Selector



Decantación

Después de la sedimentación, el agua supernatante clarificada es decantada como efluente final. Un decantador oscilante o de telescopio es utilizado para remover el supernatante clarificado del tanque.

Secuencia de Llenado/Parado

En cargas reducidas se puede introducir y agregar una secuencia de parado al ciclo de tratamiento. Cuando el sistema está diseñado para eliminación de nutrientes, el tiempo de parado puede ser utilizado durante la secuencia de aireación para crear una condición anóxica/anaeróbica para la desnitrificación y eliminación biológica de fósforo.

Agua decantada por Medio de un

Decantador Telescópico

Válvulas actuadas eléctricamente para

Control de la Alimentación de Aire y

Agua

Decantadores Oscilantes en Fabricación



Componentes del Bio-Batch TM

Reactor

La estructura del tanque puede ser de acero o concreto armado dependiendo del tamaño de la planta.

Equipo de Aireación y Mezclado

Para optimizar la eficiencia de transferencia de oxígeno y el mezclado se utiliza un sistema de aireación con membrana de burbuja fina.

Decantador

El decantador es el componente principal en el diseño del SBR. Esté deberá remover el efluente tratado debajo de la superficie y sin interrumpir el lodo sedimentado en suspensión de manera que no se atasque en la nata, espuma o el lodo sedimentado.



Los decantadores oscilantes, vienen provistos de un vertedero longitudinal con un deflector de espuma y es accionado a través de una serie de eslabones por medio de un motor de engranajes y un activador de tornillo. También se fábrica un decantador telescópico (Uniflo) el cual tiene un vertedero longitudinal que se mueve en dirección vertical sobre una tubería telescópica también accionada por un motor de engranajes y un actuador tornillo.

Típicamente los decantadores oscilantes son fabricados con un vertedero de hasta 12 m de longitud y unidades telescópicas con un vertedero de hasta 4m de longitud.

Decantador listo para ser

enviado

Decantador Telescópico

Decantadores en Fabricación



Sopladores de Aire

Se utilizan sopladores centrífugos de aire o de desplazamiento positivo en el SBR para suplir la demanda de oxígeno del proceso.

Nutrientes

Para aguas residuales industriales es muchas veces necesario agregar nutrientes como nitrógeno y fósforo en forma de urea y fosfato de di-amonio para optimizar la actividad de los microbios. Normalmente las aguas residuales municipales vienen enriquecidas de nitrógeno y fósforo y no será necesario agregar nutrientes adicionales.

Sopladores de Aire bajo Instalación

Sistema para los Nutrientes



Sistema de Bombeo para Exceso de Lodo

Con el fin de mantener una concentración adecuada de biomasa en el SBR, el exceso de biosólidos deberá ser eliminado del reactor utilizando bombas sumergibles las cuales están programadas para operar automáticamente de acuerdo a los requerimientos del proceso.

Digestor Aeróbico para Lodo

En muchas aplicaciones es necesario proporcionar digestores aeróbicos para almacenamiento y estabilización del lodo. Un sistema de aireación con difusores de burbuja fina es utilizado en el digestor con el fin de mantener condiciones aeróbicas.



Sistema de Control

Un controlador lógico programable es utilizado para controlar todas las funciones del proceso Bio-Batch. Un sistema de Control SCADA en una PC puede ser proporcionado en caso de ser requerido.

ESQUEMA DEL PROYECTO



DIAGRAMA DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

CONSUMO ENERGETICO

Bombeo del influente o efluenteSedimentación primaria.

Lodos activados.Procesamiento de los lodos.

Iluminación, monitoreo, controles.Desinfección.

Control de olores.

10-20%2-5%

30-70%10-50%

1-3%1-3%1-2%

VENTAJAS

Altamente eficiente Requiere de poca área de

construcción. Aplicable tanto a pequeñas

comunidades como a grandes ciudades a escala regional.

DESVENTAJAS

Altos costos Requiere de áreas de depósitos de

los lodos residuales. Requiere de alta experiencia

técnica para su operación y mantenimiento.



Mercado:

• La tecnología reduce las demandas de agua potable.

• Puede reducir la necesidad de sistemas grandes de tratamiento de aguas

residuales, si se utiliza una porción significativa de las aguas residuales son re-

usadas o recicladas.

• La tecnología puede disminuir el volumen de la descarga de aguas residuales,

dando como resultado en condiciones beneficiosas en el impacto del ambiente

acuático.

• El costo capital es de bajo a medio para la mayoría de los sistemas y es

recuperado a corto plazo.

• La operación y mantenimiento es relativamente simple, excepto en los sistemas

de re-uso directos, donde se requiere tecnologías mas extensivas y control de

calidad.

• La provisión de aguas residuales tratadas ricas en nutrientes puede

incrementar la producción agrícola en áreas con escasez de agua.

• Se puede reducir la contaminación de las aguas marinas, ríos y aguas sub-

terráneas.

DESVENTAJAS DEL RE-USO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS

• Si se implementa en gran escala, los beneficios de la provisión puede caer

cuando se reduzca la demanda del uso de agua no potable y la descarga del

agua residual.

• El re-uso de las aguas residuales tratadas puede ser de carácter estacional,

resultando en una sobrecarga de las facilidades del tratamiento y disposición

durante la estación lluviosa.

• Se puede generar problemas de salud, con posibles generación de

enfermedades e irritaciones epidérmicas si las personas entran en contacto

directo con las aguas a re-utilizarse.



• Se puede generar en el tratamiento gases como el ácido sulfúrico resultando en

problemas de salud.

• En algunos casos, el re-uso de las aguas residuales no es económicamente

factible debido a la necesidad de un sistema adicional de distribución.

• La aplicación de aguas residuales sin tratamiento como agua de irrigación o

inyectadas como aguas de recarga podría resultar en la contaminación de las

aguas sub-terraneas



VII. DESCRIPCION DEL DISEÑO, PROCESO Y DE LA FUNCION DEL SISTEMA SBR

La planta de lodos activados de tipo SBR se opera con un sistema de tanque tipo T.

el sistema de aireación consistirá en tres tanques biológicos. Dos tanques de función

doble alternaran entre las fases de operación con aireación y fase de operación son de

sedimentación. El tercer tanque funciona solamente con aireación continua.

El sistema de descarga consiste en un par de boyas a las cuales se les ha

implementado un sensor a cada una, de esta manera se ha generado un sistema que

cumple la función de sensor de nivel, estos emiten señales al tablero de control el cual

enciende o apaga la bomba (0.25 hp) según la señal recibida, cuando el volumen de

agua en el tanque llegue a una altura máxima la bomba se enciende para poder

descargar el contenido y cuando el volumen de agua en el tanque llegue a una altura

mínima la bomba se apagará, las funciones de estos sensores están controladas por el

tablero de control que a su vez controlará tres electroválvulas, válvula de llenado,

válvula de clorado y válvula de vaciado. El agua descargada será enviada al tanque de

cloración para recibir tratamiento.



1. Bomba de 0.25 hp

2. Sistema de boyas.

2

1

Agua descargada al tanque de cloración para recibir tratamiento.



VII.1 TANQUE ALIMENTADO:

Las aguas residuales llenan al tanque de almacenamiento

por medio de una bomba de HP de potencia, la cual la

bombea hacia un tanque que se encuentra a una altura de

2.93 m. y cuyo nivel es controlado por un sistema de

sensor de nivel de agua por bollas (radar), hasta ese punto,

se evitan la presencia de sólidos suspendidos por acción de

una pequeña rejilla metálica que protege al pie de check

en el punto fijo de la toma de agua. Este tanque de

almacenamiento hace las veces de tanque de homogenización puesto que las aguas

que llegan ahí proceden a sedimentar todas las partículas solidas y llegando a los

tanques de aireación con una menor carga de estas, adicionalmente el tanque tiene

una salida de emergencia regulada por medio de válvulas manuales, en su desagüe.

DATOS

Volumen 126.1 L

Caudal de ingreso 170.34

Tiempo de vaciado 44.42

VII.2 TANQUES RECEPCIONADORES (3 DEL MISMO MODELO):

Luego las aguas discurrirán por gravedad hacia los tanques de aireación por medio de

una tubería de distribución (diámetro 11/2 pulgada) es controlada por medio de una

válvula de dos tiempos (diámetro ½ pulg.) para casos de emergencia o de

mantenimiento de la planta.

Las aguas son llevadas al sistema de tanques tipo lineal (tanques de aireación),en donde el

material orgánico se descompone en le tratamiento biológico, produciéndose una importante

remoción de nitrógeno mediante una desnitrificación simultanea. Después del tratamiento

Aire

-----------------------------------



biológico, tiene lugar la separación final del agua tratada y los lodos activados en uno de los

tanques de función doble del sistema tipo lineal.

DATOS

Volumen de cada tanque 121.1 L

Caudal de ingreso 1.79 L/min

Caudal de salida 0.8 L/min

7.2 DESCRIPCION DEL FUNCONAMIENTO GENERAL DE TABLERO DE CONTROL

Comenzamos programando el numero de válvulas a funcionar y el tiempo de

retardo en cada fase, paso seguido, La tarjeta de micro controladora manda una señal

de 8 bits que nos permitirá contralar el tiempo, de las cuales se apreciara con la

tarjeta visualizadora, la cual nos permite observar la información saliente de la tarjeta

controladora y dirigida al comparador. El reloj digital está en funcionamiento como un

reloj normal donde registra el tiempo mínimo de 1 minuto hasta 99 minutos.

El contador ira aumentado hasta llegar al tiempo programado, el micro

controlador verificara su tiempo programado con el tiempo en pantalla, es ahí

entonces cuando por la salida del comparador se obtiene una señal de un bit, el cual va

directamente al contador, quien al recibir dicho pulso , se encarga de incrementar en

una unidad el valor de la cuenta, para así pasar a la siguiente fase, lo que ocurre en la

caja de relays es un cambio en el estado de encendido o apagado de las válvulas, según

la fase en la que nos encontremos, es asi que se logra el control de tiempo y también

el gobierno del numero de válvulas del sistema a controlar. Además en el tablero se

hallan conectados los sensores de nivel, ya en proceso de llenado del tanque, primero

hará contacto con el sensor de mínima, luego hará contacto con el sensor de máxima

donde se iniciara el proceso de vaciado de tanque con la bomba hasta q se vacie el

tanque luego se apagara hasta q los 2 sensores de nivel se desconecten.

DESCRIPCION DE MODULOS:

1.-MICRO CONTROLADOR: El microcontrolador pertenece a la familia 16F87x, que son

una conbinación del PIC 16F84 y los recursos del PIC 16C73 y 74, incorpora la memoria

FLASH, con capacidad de 4K u 8K. Puedes conectar directamente simples leds, display

de segmentos, sensores de temperatura, y luminosidad, o ya para trabajo pesado y

con el uso de otros componentes motores, actuadores, etc.

19Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales


2.-TARJETA VISUALIZADORA: es una pantalla de LCD donde vos indica, pevia

decodificacion, el valor decimal de los datos ingresados al comparador. Ademas el

ingreso de tiempo para las fase del proceso.

3.-RELE/RELAY: es un dispositivo electromecánico, que funciona como un interruptor

controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un

electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar

otros circuitos eléctricos independientes.

4.- TECLADO: es un periférico que nos permite ingresar los datos de tiempo al micro

controlador, además nos permite iniciar el proceso.



DIAGRAMA DE CONEXIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS

Conexiones del Micro Controlador, Relays, Pantalla visualizador y Teclado

Conexiones de la bomba



Conexiones del Relays con las electrovalvulas



A

B C

D

A. Pantalla VisualizadoraB. Micro ControladorC. TecladoD. Relays



IX. DISEÑO DEL REACTOR DISCONTINUO DE LODOS SECUENCIALES

1. Características del agua residuala. Caudal del afluente = 7.655m3/díab. Sólidos suspendidos del afluente = 0.8mg/Lc. Sólidos suspendidos volátiles del afluente = 0.6mg/L d. Temperatura del agua residual = 20ºCe. DBO5 del afluente = 120 mg/L

2. Criterio de diseño y condicionesa. Tiempo de detención hidráulica = 1 díab. F/M de proyecto = 0.1 Kg DBO aplicada/Kg SSVLM.dc. Relación SSVLM/SSLM producida por la conversión de la materia orgánica

del afluente = 0.8d. Coeficiente cinético : Y = 0.65 g/g, Kd = 0.05 d-1

e. Concentración media del fango sedimentado = 8 mg/Lf. Peso especifico del fango = 1.02g. Suponer que cada día se vacía el 60% del volumen del reactorh. Profundidad = 1 mi. Purga de fangos semanalesj. Se estima que el efluente contiene 20 mg/L de sólidos biológicos, de los que

el 65% son biodegradables.k. DBO5 = 0.68 DBOL

l. DBOL de las células = 1.42 veces la concentración de células.m. El agua residual contiene cantidades de nitrógeno, fosforo y otros

nutrientes de trazas adecuadas para el crecimiento biológico.

Desarrollo del diseño:

1. Estimamos la concentración de DBO5 soluble del efluente utilizando la siguiente relación:

DBO5 de efluente = DBO5 soluble del efluente que escapa del tratamiento + DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente.

a. Determinar la DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente La fracción biodegradable de los sólidos biológicos del efluente

(0.65)x(20mg/L) = 13mg/L



DBOL ultima de los sólidos biodegradables del efluente

13mg/L x1.42 = 18.5mg/L

DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente

18.5mg/Lx0.68 = 12.6 mg/L

b. Despejar el valor de la DBO soluble del afluente que escapa al tratamiento

20mg/L = S + 12.6 mg/L

S = 7.4 mg/L

2. Calculamos la concentración de sólidos suspendidos totales y volátiles en el líquido mezcla y la masa de SSV en el reactor.

Los SSV se pueden estimar utilizando la siguiente ecuación:

X = Q.S0/V(F/M)

Dado que el tiempo de retención hidráulica es de 1 día y que el 60% del volumen total del reactor se vacía cada día, el volumen el volumen del tanque necesario será:

V = Q.Tr/%

V = 7.655m3/día x(1 día)/0.6 = 12.758 m3

Utilizando el volumen de tanque calculado la concentración de SSVLM será :

X = (7.555m3/día)x(120 mg/L)/ 12.758 m3 (0.1 Kg DBO aplicada/Kg SSVLM.d)

X = 720mg/L

La concentración total de sólidos suspendidos en el reactor se puede estimar de la siguiente forma:

SST = concentración media de SS inertes del afluente + SSV/0.8

SST = (0.8 – 0.6) mg/L + (720mg/L)/0.8 = 900.2mg/L

La masa de SSV en el reactor es :

Masa de SSV = (12.758 m3).(720mg/L).(1/1000Kg/mg/L)/m3 = 9.186 Kg

La masa total de SS en el reactor es :

Masa total de SS = (12.758 m3).( 900.2mg/L).(1/1000Kg/mg/L)/m3 = 11.485 Kg



3. Estimamos el volumen ocupado por el fango sedimentado al final del ciclo de 7 días antes de que se realice la purga del fango del reactor

Determinamos la masa de SS contenida en el reactor al final del ciclo de cada día utilizando la siguiente relación:

Xn = X0 + ∑ [(Pxn)/0.8 + SSin)]

Donde X0 = SS inicial después del vacio

Pxn = sólidos generados durante el n- esimo día debido a la conversión de la materia orgánica contenida en el agua residual.

SSin = sólidos inertes añadidos cada día

Donde el valor de Pxn basado en los SSV se calcula utilizando la siguiente expresión

Pxn = Y(S0 – S)Q((1/1000 L/m3 .Kg/mg) – k1. Xn-1

La masa neta de SSV producida durante el primer día vale

Px1 = (0.65)(120-7.4)(7.655m3)(1/1000 L/m3 .Kg/mg) – (0.05).( 9.186 Kg)

Px1 = 0.102Kg

Los sólidos suspendidos inertes añadidos al primer día valen:

SSi1 = 0.2,( (7.655)(1/1000)= 1.531 mg

La masa de SS contenida en el reactor al final del primer día es:

X1 = 11.485 + 0.102/0.8 + 1.531 x 10-3 = 13.4Kg

Análogamente, la masa neta de SSV producida durante el segundo día será:

Px12 = (0.65)(120-7.4)(7.655m3)(1/1000 L/m3 .Kg/mg)-(0.05).(9.186 Kg + 0.102 Kg)

Px2 = 0.0966 Kg

La masa de SS contenida en el reactor al final del segundo día :

X2 = 13.4Kg + 0.0966 Kg/0.8 + 1.531 x 10-3 = 13.522Kg



Día DBO (mg/L) Px ( Kg/d)

SSi

( Kg/d)SST ( Kg)

1 120 0.1020 1.531 x 10-3 13.42 120 0.0966 1.531 x 10-3 13.5223 120 0.0530 1.531 x 10-3 13.5894 120 0.0552 1.531 x 10-3 13.5935 120 0.0553 1.531 x 10-3 13.5936 120 0.0551 1.531 x 10-3 13.5927 120 0.0551 1.531 x 10-3 13.592

4. Determinar el volumen necesario para el almacenamiento del fango:

Vf = 13.592 Kg/ 1.02(1000Kg/m3. 2000/106) = 6.663 m3

El volumen disponible es de 12.758 m3, como se quiere que el volumen necesario para almacenar el fango sea inferior al volumen disponible, el sistema de vacio funcionara adecuadamente.

5. Determinar la profundidad del liquido limpio situado por encima del nivel del fango:

Profundidad total del liquido después de vacio= (1-0.6)x1m = 0.4Profundidad de fango = (0.4m)x(6.663 m3/12.758m3) = 0.21 mProfundidad del liquido limpio = 0.4m – 0.21m = 0.19mSabiendo que :

Datos de sedimentación de SSLM (Metcalf & Eddy)

Asumimos que:

SSLM = 8000 mg/l (por ser el optimo)

Entonces:

SSLM(mg/L) 1600 2500 2600 4000 5000 8000

Velocidad de sedimentación inicial (m/h) 3.3 2.4 1.5 0.6 0.3 0.09



SSVLM = 6400 mg/L

EDAD PROMEDIO DE LODOS x:

SÍ:

x = AOT * Act.s / ASA (d)

Cuadro Para Hallar La Edad Aerobia De Los Lodos

Temperatura

ºC

Edad aerobia de lodos

Días

Concentración De SS

Kg de SS/m3

14 7 4.50

16 6 4.00

18 5 3.50

>20 4 3.00

Fuente: Manual de operación de la planta de Lodos Activados de Puente Piedra.

Reemplazando en la ecuación (1):

x = 14.6 d

Q = 2.578 m3/d

Y = 0.6

ASA = Edad Aerobia de Lodos = 7 d

x = Edad de Lodos = 14.6 d

AOT = Tiempo de Operac. Aerobia = 80%

Act.s = Cant. Lodos que no se sedimentan = 60%



SO = 180 mg/l

S = 4.5 mg/l

SSVLM = 6400 mg/l

b = 0.06

VT = 330 L

X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Nº Orden

Actividades Duración Explicación Meses

AGOSTO SEPTIEMBRE1 Elección de

grupo6 días La prolongada

formación del grupo se debió a la inasistencia de los algunos integrantes la 1era semana de clase.

26 al 31

2 Discusión de tema y elección

del proyecto

1 semana Se tardo una semana en decidir el proyecto a realizar por la falta de comunicación entre los integrantes.

1 al 6

3 Reconocimiento del proyecto

elegido

1 día Se reconocieron los equipos que se utilizan, para la elaboración del informe del proyecto.

7

4 Búsqueda de información

4 días Teniendo ya conocimiento de las partes de las que consta el sistema, iniciamos la búsqueda de información para nuestro proyecto.

8 al 11

5 Elaboración del informe del

proyecto

4 días Se otorgo funciones a cada integrante del presente proyecto para el acopio de información del presente informe.

12 al 15

7 Presentación del primer informe del

proyecto

1 día 16



10.1 Materiales y PresupuestosLa construcción del proyecto a desarrollar, presenta los siguientes materiales obteniéndose el presupuesto siguiente:

1. Descripción de Materiales

ANÁLISIS DE COSTOS

La implementación del proyecto a desarrollar se ha esta establecido en función al siguiente presupuesto:

ENTRADA DE AGUA ENTRADA DE AIRE AEREADORES REBOSE

3 codos de 90º de 1 ½ in 2 te ½ in 12 niples de ½ in 2 buchen de 1 ½ a 1 ¾

in

2 te 1 ½ in 4 codos de ½ in 3 cruces de ½ in 1 tapón de 1 ½ in

1 reducción 1 ½ a 1 in 3 reducciones de ¾ a

½ in

9 codos de ½ in

3 reducciones 1 ½ a ¾ in 3 uniones de ¾ in

3 reducciones 1 ½ a ½ in 3 uniones de ½ in

3 uniones de ½ in ½ m de manguera

negra

3 uniones de ¾ in 5 m de manguera

transparente

3 pistones de plástico 3 pistones de metal

6 abrazaderas de ½ in 6 abrazaderas



½ m de manguera negra 2 te ½ in

1 m de manguera verde 4 codos de ½ in

3 reducciones de ¾ a

½ in

SALIDA DE LODO SALIDA DE AGUA PANEL (MICROPROCESADOR)

1 codo de 90º de ¾ in 2 codos de 90º de 1 ½ in 1 caja de madera de 25 x 15 cm.

2 T de ¾ in 2 uniones con rosca de 1 ½ in 6 tornillos con tuerca

1 tapón de ¾ in 2 reducciones 1 ½ a ½ in 1 bisagra

3 niples de ¾ in. 1 ½ m de manguera de ¾ in 6 grapas

PRESUPUESTO ANTERIOR

Nro. DESCRIPCION COSTO S/.

1 3 Tanques de fibra 300

2 8 electroválvulas 80

3 9 duchas de plástico 45

4 Tuberías 50

5 Accesorios de tuberías 30

6 3 Soportes de fierro 21

7 3 bases de madera 45

8 6 m de manguera para aire 13

9 8 m de cable eléctrico 8

10 1 compresor 250

11 1 bomba 1/2 HP 50

12 Panel de control 260



13 1 electroválvulas 10

TOTAL : S/. 1162

Implementación de Materiales Y Presupuesto del Sistema de lodos Activados Tipo SBR

Descripción Cantidad Costo unitario Costo Total

Caja S/.

Cable mellizo 40m 1.80xm 72 S/.

Tubería de luz 6 2.5 15 S/.

codos de 90° 5 40.00 40.00 S/.

Cinta aislante 5 1.00 5.00 S/.

Válvula Check 1 22.00 22.00 S/.

adaptadores 4 S/.

Manguera 1 S/.

Bomba(0.25 Hp) 1 40.00 40.00 S/.

Tubería de PVC 1 S/.

Codos de ½” 4 S/.

boyas 2 17.00 34.00 S/.

Abrazaderas 4 0.50 2.00 S/.

Teflón 5 1.00 5.00 S/.

Pegamento 1 3.50 3.50 S/.

Tornillo de ½” 6 0.10 0.60 S/.

Hoja de Sierra 1 2.00 2.00 S/.

Otros Costos 80.00 S/.

Automatización del tablero 300.00 S/.

Componentes del tablero 250.00 S/.

alambre 1m 1.00 1.00 S/.

Tapón 1 2.5 2.5 S/.

soldimix 1 S/.

triz 1 S/.



COSTO TOTAL 218.60 S/.

Costos Para Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR

Conclusiones

Se logró poner en funcionamiento a la Planta de Tratamiento de Lodos Activados Secuenciales considerándose por ello un método eficiente para la reducción de la DBO y la remoción parcial del nitrógeno.

El sistema de aireación prolongada es un factor importante en el proceso de tratamiento con lodos activados debido a que proporciona oxígeno a los microorganismos presentes en estos, que son los causantes de la degradación del agua residual, permitiendo en este tratamiento la remoción de la carga orgánica y el nitrógeno de las aguas residuales, como consecuencia disminución del mal olor de estas.

Se realizó el control instrumental de este sistema a través de diversos equipos, como ejemplo, la incorporación de un temporizador manual al sistema de control permitió administrar el tiempo para el buen funcionamiento del ciclo operacional.

Se logró abastecer de agua tratada al proceso siguiente (cloración)

Recomendaciones

Controlar continuamente los parámetros de operación de la planta de tratamiento.

Para evitar la formación de flóculos en el efluente del tanque sedimentador se deberá proporcionar más oxígeno.

Para el control de los malos olores se debe controlar el sistema de aireación.



Para controlar el contenido excesivo de sólidos suspendidos en el efluente del tanque de aireación durante la sedimentación se deberá extraer el contenido de lodo formado.

ANEXO

Aquí tuvimos que excavar para colocar la base donde va a estar la bomba de ¼ HP, que debe estar

encima del nivel del suelo y cercano al tanque de almacenamiento



Luego de excavar teníamos que limpiar el tanque de

almacenamiento de los lodos y a su vez observar si la

manguera que está conectada al tanque no esté

doblada porque sino obstruiría la succión de la

bomba



Teníamos que enterrarlo parejo al nivel del suelo, pero también los cables

tienen que estar enterrados para que no

obstruyan el camino.

Luego de acomodar la caseta donde se

encuentra la bomba y limpiar el tanque

procedimos enterrar cuidadosamente debido a que la manguera está

enterrada.



También limpiamos los tanques y las tuberías ya que

por no haber tenido mantenimiento s

encontraban sucias.



La caseta donde se va a encontrar la bomba

tuvimos que reforzarla con malla de metal para evitar

robos.



Referencias Bibliográficas

RIVAS MIJARES, Gustavo, "Abastecimientos de Agua y Alcantarillados"

Ediciones Vega SRL, Caracas Venezuela, 1983

WALLACE e TIERNAN, "CHLORINATION" Pennwalt Corporation, New Jersey

1999

http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/lab/7839/lodo.htm

Sistema de Lodos Activados SBR

Documents

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