3 A-2 Tanque de lodos activados convencional.pdf

DISEÑO DE TANQUE DE LODOS ACTIVADOS MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE JULIACA, PROVINCIA DE SAN ROMAN ‐ PUNO

PROYECTO:

DATOS DE FLUJO: CAUDALES Qp L/s Qmd L/s Qmh L/s Qmimh L/s FACTORES 1068.62 K1 1.3 1 3 8 9 .2 1 K2 2 2 1 3 7 .2 4 K3 0.5 534.31

A. DATOS SOBRE LA ALIMENTACION INICIAL: Q F =

1.07 m3/s

Caudal de alimentacion inicial.

S F =

417 mg/L

DBO soluble de la alimentacion inicial.

 X V.F ≈

0 mg/L

CaCO 3  =  NTK =   P= Temperat. T° = Temperat. T° =

Solidos volatiles en la alimentacion inicial, despreciable. 50 mg/L 82.71 4 19 10

mg/L mg/L °C °C

B. DATOS DE LA CALIDAD DEL EFLUENTE:

Alcalinidad. Nitrogeno Kjeldahl inhabilitador de nitrificacion. Fosforo en el afluente En el verano. En el invierno.

Өkd /b =

 

1.05

 

Constante de Arrhenius. dk por cada 10°C de T° (de 1.03 a 1.06)

a =

 

0.718 Kg O2/Kg DBO consumido. Fraccion de sustrato consumido. (0.52 para aguas residuales urbanas)

 

b=

‐1

0.0852 d

Fraccion de sustrato consumido. debe guardar que b/Kd≈1.42.

DISEÑO DEL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS:

1. CARGA ORGANICA ASIMILADO: Q F  =

1.07 m3/s

S F  =

417.18 mg/L

S e  =

25.00 mg/L

KgDBOr/d =86400/1000*Q F *(S  E -S e )=

36209.2834 KgDBOr/d

 2. ESTIMACION PRELIMINAR DE POTENCIA: Fd =   21.96  HP ≈KgDBOr/d/(20 a 21)KgDBOr/HP*d=

1649 HP

 3. :TEMPERATURA DE OPERACIÓN DEL REACTOR: a.- Para condiciones de verano: F 

=

T   =

° 16 °C

 5. CALCULO DEL TIEMPO DE RESIDENCIA. Caso 1.- En funcion al DBO soluble para condiciones de invierno crítico. k 7 =

‐1

0.022 d

0.240 d

t=(S F -S e )/(k*X V.a *S e )=

=====>

5.751 h

Caso 2.- En funcion a las condiciones optimas de floculacion de los MLVSS en relacion A/M.  A/M ≈ 0.60 Para condiciones optimas de floculacion. 0.232 d

t=S F  /(X V.a *A/M)=

=====>

5.562 h

Verificacion de las caracteristicas de la sedimentación:  

 A/M optimo =S F  /(X V.a *t)=

Ok funciona

0.580

0.240 d

Por lo tanto se elige el tiempo de residencia = Verificacion del Se en condiciones de Verano: 19.8680444 mg/L

S e =S F  /(k 18 *X V.a *t)=

6. VOLUMEN DEL REACTOR. 22126 m3

V=Q F *t =

7. DEMANDA DE OXIGENO. Caso 1.- Para condiciones de verano:  requeri o

=

. * *

F-

e

*

F

*

V.a *

* .

=

2

T° = Pv = Csw =

 

10 °C 9 mmHg 11.3 mg/L

del agua en invierno. Presion de vapor de agua para la temperatura critica del proyecto. Saturacion de oxigeno en agua pura a temperatura dada. 7.054 mg/L

C' sw =C sw *(Pa-Pv)/(760-Pv) =  N=N o *( β*C sw -C  L )/C st * α*1.024

(T-20)

 

=

Pot KW =O 2 requerido  / N =

1230.8 KW

Pot KW =O 2 requerido  / N =

1649 HP 2 KgO2/kw.h

Para No = Pot  Específica  =

 

Pv recalc. =

1.06 KgO2/kw.h

Ok funciona

Recurriendo al grafico de aeradores.

0.074 KW/m3

Ok funciona

0.0745 KW/m3

 9. SELECCIÓN DE AIREADORES EN EL TANQUE DE AIREACION: Pot. unitario disponible =  Diametro de influencia = Potencia total requerida =  N° de aireadores =

 

50 KW 21.5 m 1649 KW 32.0 Unidades

 9.1. DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE DE AIREACION:

REPRESENTACION GRAFICA. 124.00 m

62.00 m

PLANTA

2.9 m

CORTE LONGITUDINAL

10. PRODUCCION DE BIOMASA EN EL TANQUE DE AIREACION: . S  =

417.18 mg/L

r=(X V.a *Q F  - ∆ X V - X V.F *Q F )/(Q F *(X V.u -X V.a )) =

 

0.237 23.7 %

Caso 2.- Para condiciones de invierno: ∆ X V =   15977.6 Kg/d

r=(X V.a *Q F  - ∆ X V - X V.F *Q F )/(Q F *(X V.u -X V.a )) = ==>

r=

0.237

 

0.236 23.6 % Ok funciona

12. CALCULO DE LOS CAUDALES RESTANTES: Q R = r*Q F =

0.254 m3/s

Q o =Q F *(1+r)

1.322 m3/s

 X V.e =

10.0 mg/L

t=

5.75 h

Caso 1.- Para condiciones de verano: Qw=( ∆ X V + Q F *X V.F - Q F *X V.e )/(X V.u -X V.e ) =

1149.742 m3/d 0.013 m3/s

Caso 2.- Para condiciones de invierno: Qw=( ∆ X V + Q F *X V.F - Q F *X V.e )/(X V.u -X V.e ) = Qw ≈

0.01

Q =Q -Qw ≈

m3/s

1255.573 m3/d

0.015 m3/s Significa que la mayor parte de la alimentacion inicial saldrá con . 1.05 m3/s

SOLIDOS SUSPENDIDOS NO VOLATILES (NVSS) W : QF =

1.07 m3/s

 X  NV.F

48.28 mg/L

(NVSS) W = Q W *X  NV.u  =Q F *X  NV.F -Q e *X  NV.e  =

4457.382 Kg/d 0.01 m3/s

Utilizando el valor unico de Qw adoptado (NVSS) W = Q W *X  NV.u  =

4457.382 Kg/d

(NVSSm) W  = Q W *X  NV.u  =

4457.382 Kg/d

SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (TSS) W : Caso 1.- Para condiciones de verano: (TSS) W = (VSS) W + (NVSSm) W =

18254.29 Kg/d

Caso 2.- Para condiciones de invierno: (TSS) W = (VSS) W + (NVSSm) W =

19524.26 Kg/d

15. CONCENTRACIONES DE LA ALIMENTACION COMBINADA S  o  y X V.o : S o  : r= S F =

 

0.237 417 mg/L

Caso 1.- Para condiciones de verano: S e =

19.868 mg/L

Caso 1.- Para condiciones de verano: Δ X V =   14708.7 Kg/d

1765.04 Kg/d

 Nw = 0.12* Δ X V =

Caso 2.- Para condiciones de invierno: Δ X V =   15977.6 Kg/d

1917.31 Kg/d

 Nw = 0.12* Δ X V =  Nitrogeno perdido en el efluente. Q F  =

1.07 m3/s

 Ns e  =

1.0 mg/L

 N e =Q F *Ns e  =

92.33 Kg/d

 Nitrogeno total perdido: Caso 1.- Para condiciones de verano:  NT we =  1857.37 mg/L Caso 2.- Para condiciones de invierno:  NT we =  2009.64 mg/L  Nitrogeno disponible: . mg  =  N  = Q

* (NTK)

7636.52 mg/L

Ok no requiere adicion de nitrogeno

Fosforo disponible: 4 mg/L P= 369.32 mg/L

P d = Q F * P F  =

Ok no requiere adicion de fósforo

18. EVLAUACION DE LA DBO TOTAL DEL EFLUENTE:   Para A/M = ψ =   0.58  X V.e =

10.00 mg/L

0.580 Solidos en suspension para verificar en el rebosadero del

Caso 1.- Para condiciones de verano: S e =

19.868 mg/L

DBO5 total =

25.7 mg/L

Caso 2.- Para condiciones de invierno: S e =

25.00 mg/L

DBO5 total = P we =

30.8 mg/L

0.00 mg/L

19. TIEMPO DE RETENCION CELULAR: V=  X V.a =

22126 m3 3000.00 mg/L

Caso 1.- Para condiciones de verano:

ESQUEMA HIDRAULICO DEL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS (TRATAMIENTO DE DBO5). PROYECTO: MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE JULIACA, PROVINCIA DE SAN ROMAN ‐ PUNO

Oxigeno: Verano : Invierno : 1

Alimentacion combinada

QF = SF =

QO = 1.322 m3/s Verano : O nvierno : XV.O = 2302 mg/L XNV.O = 750 mg/L

10 °C

Gases (CO2 , etc)

Reactor

2

 Alimentacion inicial 1.069 m3/s 417 mg/L erano : TF Invierno : XV.F = 0 mg/L XNV.F = 48.3 mg/L

31497 Kg/d 2 5998 Kg/d

341 mg/L mg

Verano : Invierno : XV.a = 3000 mg/L XNV.a = 750 mg/L . V= Se

V=

Verano : Invierno : 5.75 h 22126 m3

P=

1231 KW

TW t=

ΔXV

Verano : Invierno :

3

19.9 mg/L 25 mg/L

18 °C 7 °C Verano : θC Invierno :

4

ari ica or secun ario

Efluente del reactor 

Efluente final

QO = 1.322 m3/s Verano : 19.9 mg/L e nvierno : mg XV.a = 3000 mg/L XNV.O = 750 mg/L

Qe =

4.5 d 4.2 d

14709 Kg/d 15978 Kg/d

1.055 m3/s Verano : e nvierno : XV.e = 10 mg/L XNV.e = 0.0 mg/L Qu = 5

Descarga del clarificador 

Se

0.268 m3/s Verano : Invierno :

XV.u = 12 000 mg/L XNV.u = 3706 mg/L

7

19.9 mg/L mg

19.9 mg/L 25 mg/L 6

Purga

Lodo reciclado 0.237 0.254 m3/s Verano : 19.9 mg/L Se Invierno : 25 mg/L XV.u = 12000 mg/L XNV.u = 3706 mg/L

Verano : Invierno : (NVSS)W = 4457 Kg/d Verano : (TSS) W Invierno : QW = 0.014 m3/s (VSS)W

r= QR =

BOMBA

13797 Kg/d 15067 Kg/d 18254 mg/L 19524 mg/L