Diseño Tanque Imhoff Grupo

DISENO DE PLANTAS Y EQUIPOS EN INGENIERIA AMBIENTAL TAREA 2: DISEÑO DE UN TANQUE IMHOFF

PRESENTADO POR: ERIKA HOLGUIN VEGA CODIGO: 1057919551 CARLOS ANDRS BOH!RQUE" CODIGO: 7##577$ EDISON FABI%N G%ME" ALFONSO CODIGO: 105&'5$9'# (UAN EMIGDIO LOPE" CONTRERAS CODIGO: 105&'5$9'7 )ALTER ALE*ANDER CUR" USECHE CODIGO: 7##5$2&

TUTOR: (UAN FERNANDO GOME"

GRUPO: #5$0#$+17

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ,UNADESCUELA DE CIENCIAS AGR.COLAS/ PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE INGENIER.A INGENIER. A AMBIENTAL AMBIENTAL 1$0&2017

TRABA(O SELECCIONADO: (3 E468 L;< C83=>;>?:

DATOS GENERALES  Aporte de conexiones erradas estimada en 0,25 L / s.Ha  Aporte por infiltración es de 0,13 L / s.Ha  Área proyectada de 7,8 Ha Coeficiente de retorno de 0,9

T@ 1 Datos diferentes para cada participante. E?=3=; P8@3 ; ?;8 1245 personas

5

T@ 2 Pasos para el cálculo del tanque Imhoff. 1 C C ;; ; ;   84 84;?= ;?=8 8 Qd  Pd∗ DN ∗CR Qd = = [ L  L / s ] 86400

Donde, Pd: población de diseño DN: dotación neta CR: coefciente de retorno Entonces: Qd =

1245  Ha∗435 L /habitantes ∗0,9

Qd =

86400 s

habitantes es . día 487417.5 L / habitant 86400 s

Q d =5.6414 L / s

2 C C ;; ;   >8 >8 3 3=> => 3 3 Qf  Q f  = Ap∗inf =[ L / s ]

Donde, Ap: Área proyectada In: aportes por infltración Entonces:

D8=3 3;= ,L@=3=;435

Qf  =7,8 Ha∗0,13 L / s.Ha

Qf  =1.014  L / s

# C; ;  ; 83;83;? ;>>? Qce Qce= Ap∗CE =[ L / s ]

Donde, CE: aporte por conexiones erradas Entonces: Qce=7.8 Ha∗0.25 L / s.Ha Qce=1.95 L / s

& C; ;  4;8 Q M   ?438 8? 3=;>8>;? ?/ Q M =Q d + Q f  + Qce

Entonces: Q M =5.6414 L / s + 1.014 L / s + 1.95 L / s Q M =8.6054  L / s

5 H; ;  M48 Q MH  Q MH =Q M ∗ F 

D83;/ F:  =8> ?;6J3  >4 ; 8>;? ;3 33 ;  8@3 ; ?;8/

 F =

3,5

( ) Pd

0,1

1000

Entonces primero se halla a !

 F =

3,5

(

1245 Ha 1000

)

0,1

= F =

3.5 1.0221

= 3.4241

 Ahora si se halla el caudal máximo Q MH =8.6054 L / s∗3.4241 Q MH =29.4657 L / s

' S; >8;=3 8? =3;? I48/  38 83  4= ;  4;8/ 8>  =3=8 ;  ; ?;8 Q D ;?: Q D =

Q M  2

Entonces: Q D =

8.6054 L / s 2

Q D = 4.3027 L / s

3 A8> ?; ? ;  L / s   m / día  ;3=83;? ;48? ;:

 L ∗1 m3 s  ∗ 86400 s 1000  L 4.3027 =371.75 m3 / día 1 día 3

Entonces Q D =371.75 m / día

U3 ; ?;4;3=3: 7

A?4;38 3 >6 ?;> ; ?;4;3=3 css ;@; >?; ; %>; ?;>  A s  A s =

Q D css

Entonces:

;

3

2

25 m / m / día

/

3

 A s =

371.75 m / día 3

2

25 m / m / día

=14.87 m2

 A s =14.87 m

2

 Asumiendo una sección de sedimentación rectan"ular y una relación 2:1  para L con respecto a @ se tiene que L2@ se hallan los #alores de $ y % que son la lon"itud y el ancho de la sección.

√ √

2  A S  A S  A S 14.87 m 2 b= ⇒b = ⇒ b= = =2.7267 m 2b 2 2 2

b =2.7267 m  L=2 b =5.4534 m

$ P> >  => ; ?;4;3=3 hs  ?; ?  >;3/ hs 1.5 = b/ 2 1

Entonces despe&amos a hsasi : h s=

1.5∗b 2

=

1.5∗2.7267 m 2

= 2.0450 m

hs =2.0450 m

9 S;  ; 84;3 =8= ; 3 ; ?;4;3=3/ ϑT =

ϑT =

b∗hs 2

∗ L

2.7267 m∗2.0450 m 2

∗5.4534 m=15.2043 m3

ϑT =15.2043 m

3

10 A8> ?;  ; 84;3 ; ?;4;3=3 > 3 =;48 ; >;=;33 > (trh)  ; 2 8>?/

( )

ϑ =Q d∗trh= m

3

'eali(ando la con#ersión de unidades )D es i"ual a:  L ∗3600 S S 3 ∗1 m 1 hora 3 Q D =5.6414 =20.3090 m / hora 1000 L

ϑ=

20.3090 m

hora

ϑ =40.618 m

3

∗2 horas = 40.618 m

3

3

11 S;  ; 84;3 83 ?/ ϑ adiciona =ϑ − ϑT  ϑ adiciona 40.618 m

3

−15.2043 m3=25.4137 m3

3

ϑ adiciona= 25.4137 m

12 C8 ;  => >  3 >;=36> h¿ h¿ =

h¿ =

 

25.4137 m

ϑadiciona

b∗ L

3

2.7267 m∗5.4534 m

=

25.4137 m

3

14.8697 m

2

=1.7090 m

h¿ =1.7090 m

D?;8 <83 ; ;3=>: 1# S; ?4;  ! =50 cm   ?;  ; >; ?;> =8=  A T 

 A T =( ( 2∗ ! ) + b )∗ L  A T =( ( 2∗0.5 m) + 2.7267 m )∗5.4534 m  A T =( 1 m + 2.7267 m )∗5.4534 m  A T =3.7267 ∗5.4534 =20.3231 m  A T =20.3231 m

2

2

1& S;  ; >; ; ;3=3  ?; ;; ; ;?=; ;3=>; ,15  #0-  ; >; =8= ,* ?; ?4; ;3 4348 &5 4-  A "  =2∗ ! ∗ L  A " =4.9080 m

 A " =2∗0.4 5 m∗5.4534 m =4.9080 m

2

 A "   A T  4.9080 m

∗100

2

20.3231 m

2

∗100 =24

 *se encuentra dentro de los parámetros del +,- a /-0

D?;8 <83 ; 88?: 15 V84;3 ; 6;?=3

 Ha con 30 L / ¿ ¿

'eali(ando la con#ersión de unidades a r es i"ual a:  L ∗1 m3  Ha = 0.03 m3 / Ha r =30 1000 L 3

2

r = 0.03 m / Ha

 Personas ser#idas por e tan$%e &mhoff  =

1245 Ha 2

=622.5  Ha

∇ d =r∗ Personas ser#idad por e tan$%e &mhoff 

∇d =

0.03 m

 Ha

3 3

∗622.5 Ha=18.675 m

∇ d =18.675 m

3

1' C>  => ;  =8 ; 88? >8 ; &04 ; 8 ht 

(( b + 2 ! + ( 2∗0,15 ) ) −40 cm )/ 2 ht =

ht   / > 8  ?; ?4; 3 838

=0.7 ⇒ ht =0.7 (( b + 2 ! + ( 2∗0.15 ) ) −40 cm)/ 2

(

0.7∗ ( 2.7267 +2∗( 0.5 m ) + ( 2∗0.15 ) ) −0.40 m 2

)

=

2.5386 m 2

=1.2693 m

ht =1.2693 m

17 C> ; 84;3 ;  =8 ?/ ∇ T =

ht  3

∗( A1 + A 2+ √  A1∗ A 2 ) Entonces ∇ T =

∇ T =

1.2693 m 3

1.2693 m 3

∗( 0.4 m + 0.16 m + √ 0.4 m∗0.16 m)

∗( 0.4 m + 0.16 m2 + 0.2529 m2) =

1.2693 m 3

∗0.8129 m2=0.3439 m3

3

∇ T = 0.3439 m

1$ D83;  A 1  ;? ; >; ;  >=; ?;>8> ;  =8   A 2  ; >; ; 838 ;  =8

b + 2 ! +( 2∗0.15) (¿)∗ L  A1 =¿

 A 1=( 2.7267 m+ 2∗( 0.5 m )+ 0.3 )∗5.4534 m  A 1=21.9592 m

2

 A 2=0,4 m∗0,4 m 2

 A 2=0,16 m

19 S ; 84;3 ;  =8 ;? 4;38> ; ; 84;3 ; 6;?=3

( ∇ T < ∇d )

/ ?;

6>;6  => hd ' di(esti)n= ∇d −∇ T  3

3

' di(esti)n=18.675 m −0.3439 m =18.3311 m ' di(esti)n=18.3311 m

hd =

3

3

'di(esti)n  A1

hd =

18.3311 m

3

21.9592 m

3

=0.8347 m

hd =0.8347 m

20 H;  >83 =8= ; =3;

 H T  / 83?;>38 ; @8>; @>;

*Lde 0,45 m     @;>=> 3 ; 838 ; 3 ; ?;4;3=3 ; 0,30 m

 H T =*L + h s+ h¿ + h 4 + hd + ht + abert%rafondo

Entonces

 H T =0,45 m+ 2.0450 m + 1.7090 m+ 0,60 m + 0.8347 m + 1.2693 m + 0,30 m =7.208 m

(3 E468 L;< C83=>;>?: TABLA RESUMEN DE RESULTADOS , P>=3=; N8: %>; ; ;3=3 A:

D8=3 3;=: F=8> ?;6J3 F8>;? F:

%>; =8= AT:

4/.4+ m4

V84;3 ; 6;?=3:

+3.89, m

V84;3 ; ?;4;3=3:

1/.8+3 m

+41,5a

P8@3 ; ?;8:

435

 

$65a . D7a

3.4241

1.2/3/m4

C ; ?;8 QD:

1./49 $6s

A=> ;  =8 ; 88? =:

+.482m

A=> ; ?;4;3=3 ?:

4./1,/m

A=> :

/.319m

A=> ; 3 ;3  ?;4;3=3 :

+.9/2/m

P>83 =8= ; =3; HT:

9.4/3m

D4;3?83;? 8@=;3?:

ertedero

 L=5.4534 m

 + =0,5 m

b =2.7267

 + =0,45 m

;orde en concreto
2

 A 2=0,16 m

0 4m

 A 1=21.9592 m

2

ertedero !i"ura +. ista en planta del tanque Imhoff 

b =2.7267

+ =0,45 m *L= 0,45 m

h¿ =1.7090 m

h s=2.0450 m

ertedero

0 30

h4 =0,60 m hd =0.8347 m

ht =1.2693 m

0 4m

!i"ura 4. Corte trans#ersal del tanque Imhoff 

A3?? 6> =e">n los cálculos del e&ercicios esco"ido para una po%lación de +41, ha%itantes y que posee una dotación neta 1,$65a. D7a el tanque imhoff de%e poseer una área total de 4/.4+ m4 con una %ase de 4.9489muna lon"itud de ,.1,1 y una profundidad de 9.4/3m.Distri%uidos as7 una altura de sedimentación de 4./1,/muna altura de adición en la sedimentación de +.9/2/muna altura de la tol#a de lodos de +.482muna altura de di"estión de /.319m un %orde li%re de /.1,m y una apertura final del canal de sedimentación de /./m As7 se "aranti(ara un #olumen de sedimentación de 1/.8+3 m . Por lo cual hace que los costos en la fase de construcción operación y mantenimiento son %a&os. De acuerdo a los datos anteriores y al el 'e"lamento ?@cnico Del =ector De A"ua Pota%le  =aneamiento ;ásico 'A= B4/// t7tulo A. El ni#el de comple&idad es %a&o dado que ya que la Po%lación en la (ona ur%ana *ha%itantes0 es  4,//. Con el diseo del tanque Imhoff se %usca la remoción de D;, D) =ólidos sedimenta%les =e utili(a como tratamiento primario de las a"uas residuales como etapa pre#ia a otros sistemas de depuración. 'an"o: menos de +./// hFe. $os impactos que "enera son nulos en cuento a impacto #isual y sonoro. Para minimi(ar el posi%le impacto olfati#o Con#iene utili(ar filtros en las chimeneas. $os costes de instalación y mantenimiento son %a&os. Ge&ora la sedimentación y la di"estión. 'emue#e aproximadamente el 8/- de la D;*Ginisterio de A"ricultura alimentación y medio am%iente4/+40.

B@86>  Ginisterio de A"ricultura alimentación y medio am%iente *4/+40. %lica de Colom%ia *4///0. ?itulo E ?ratamiento de A"uas residuales 'A=F4///. 'ecuperado de http:66HHH.cra."o#.co6apcFaaF files6933488848,8284+82842169.N?ratamientoNdeNa"uasNresiduales .pdf   era O. *4//,0. Diseo de un sistema de remoción de contaminantes del aire "enerados desde un incinerador de desechos hospitalarios. Cap. 1. 'ecuperado de http:66HHH.dspace.espol.edu.ec6xmlui6handle6+41,89326+18/  i#as <. *4/+80. Dimensionamiento de un $a#ador enturi. 'ecuperado de http:66hdl.handle.net6+/,2862134

ANE*OS ERIKA HOLGUIN VEGA

TABLA RESUMEN DE RESULTADOS 4 P>=3=; N8: %>; ; ;3=3 A:   4.5030 m2 38,5a

P8@3 ; ?;8: D8=3 3;=:

%>; =8= AT:

 

V84;3 ; ?;4;3=3:

3.5511

C ; ?;8 QD:   3.6219 L / s   1.8762 m

A=> :

A=> ; 3 ;3  ?;4;3=3 :

1.5238 m

P>83 =8= ; =3; HT:

D4;3?83;? 8@=;3?:

30.816

 

0.6025 m

6.5435 m

ertedero

 L=5.003 m

 + =0.5 m

;orde en concreto
2

 A 2=0.16 m

 + =0.45 m

 

A=> ;  =8 ; 88? =:   1.191 m

A=> ; ?;4;3=3 ?:

b =2.501 m

 m4

V84;3 ; 6;?=3:   12.975 m3

475$65a.

D7a

F=8> ?;6J3 F8>;? F:

  17.52

0.4 m

 A 1=19.02 m

ertedero Figura 1. Vista en planta del tanque Imhoff  Fuente: el autor (2014).

2

b =2.501 m

 + =0.45 m *L= 0.45 m

h¿ =1.523 m

h s=1.876 m

ertedero

0.30

h4 =0.60 m hd =0.602 m

ht =1.191 m

0.4 m

Figura 2. orte trans!ersal del tanque Imhoff. Fuente: el autor (2014).

CARLOS BOHORQUE" TABLA RESUMEN DE RESULTADOS  P>=3=; N8: %>; ; ;3=3 A:   4.6396 m2 P8@3 ; ?;8:

%>; =8= AT:   18.4432

22,5a

m4

D8=3 3;=:

1,8$65a. D7a

F=8> ?;6J3 F8>;? F:   3.5017 C ; ?;8 QD:

V84;3 ; 6;?=3:   14.925 m3 V84;3 ; ?;4;3=3:   34.028 m3

  3.8451 L / s

A=> ;  =8 ; 88? =:

A=> ; ?;4;3=3 ?:   1.9332 m A=> ; 3 ;3  ?;4;3=3 :

1.5941 m

P>83 =8= ; =3; HT:

6.7635 m

ertedero

 L=5.155 m

 + =0.5 m

 + =0.45 m

1.217 m

A=> :   0.6692 m

D4;3?83;? 8@=;3?:

b =2.577 m

 

;orde en concreto
2

 A 2=0.16 m

0.4 m

 A 1=19.99 m

2

ertedero Figura 1. Vista en planta del tanque Imhoff  Fuente: el autor (2014).

b =2.577 m

+ =0.45 m *L= 0.45 m

h¿ =1.594 m

h s=1.933 m

ertedero

0.30

h4 =0.60 m hd =0.669 m

ht =1.217 m

0.4 m

Figura 2. orte trans!ersal del tanque Imhoff. Fuente: el autor (2014).

EDISON FABIAN GAME" TABLA RESUMEN DE RESULTADOS 1 P>=3=; N8: %>; ; ;3=3 A:   4,54192 m2 P8@3 ; ?;8:

+/,45a

%>; =8= AT:

+993/,8 m4

D8=3 3;=:

V84;3 ; 6;?=3:

+,93 m

F=8> ?;6J3 F8>;? F:

1/4$65a. D7a ,

V84;3 ; ?;4;3=3:

+9+93 m

C ; ?;8 QD:

83184 $6s

A=> ;  =8 ; 88? =:

/,22/+m

A=> ; ?;4;3=3 ?: A=> ; 3 ;3  ?;4;3=3 : D4;3?83;? 8@=;3?:

+32418m +,11,9m

A=> : P>83 =8= ; =3; HT:

/3/21m 8+2,11m

Vertedero

 L=5.04658 m

 + =0,5 m

Borde en concreto, Grosor

2

b =2.52329 m

 + =0,45 m

 A 2=0,16 m

0 4m

 A 1=19,29453 m

2

Vertedero

!i"ura +. ista en planta del tanque Imhoff 

 + =0,45 m b =2,52329 m

*L= 0,45 m

h¿ =1,54457 m

h s=1,89246 m Vertedero

0 30

h4 =0,60 m hd =0.8094 m

ht =0,59901 m

0,4 m

!i"ura 4. Corte trans#ersal del tanque Imhoff

)ALTER CRU" A 83=33 ;@; 83;> ;3  ? 8>>;?83;3=; 8? >;?=8? 8@=;38? ;3 ; ?;8 ; =3; I48 83 ?? >;?;=? 3;? P>=3=; N8: 1 %>; ; ;3=3 A: &/&9001

m

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790 515

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2

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11$$04 019024 57&4

Dimensiones obtenidas: 4,98900

0,5

2,4945

0,5

18,9307

Figura 1. Vista en planta del tanque Imhoff  Fuente: el autor (2014).

Anexo 1. Tabla Resumen de Resultados (Continuación) 2-2

Dimensiones obtenidas:

2,4945

0,5 0,45

1,14790m

1,870875

0.6

0.19

1,1880

Figura 2. orte trans!ersal del tanque Imhoff. Fuente: el autor (2014).