Ejemplo: La municipalidad de Juli, desea proyectar un sistema de tratamiento de aguas residuales. Para el efecto, el proyectista ha determinado que el canal rectangular de entrada a la PTAR, PTAR, tiene un caudal medio diario de 160 l/s y una velocidad de flujo de 0,6 m/s. El colector de alcantarillado es de 24 , con una pendiente del 1,5%. ”
2
Solución: Siendo el colector de alcantarillado de 24 y un área transversal de 0,292 m , el canal deberá proyectarse con un área útil igual o mayor que esta. ”
despejando A:
Esta área mojada es mayor a la del colector de alcantarillado. Como la sección del canal es rectangular, se asumen las dimensiones de 0.50 m de ancho por 0.50 m de altura útil (lámina de agua). La pendiente requerida para el canal, en estas condiciones, se determina con la fórmula de Manning:
Entonces:
, si:
) ( y:
2
A=0.493 m ; P=0.50*0.50*0.50 = 0.125m
;
despejando S:
[()]
Ejemplo: Dimensionar un pozo de muy gruesos para un caudal punta de aguas residuales de 960 l/s, una carga superficial de 250 m/h, un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 60 s y una velocidad de paso de 0,60 m/s. Solución: Cálculo del volumen del pozo:
El área superficial del pozo se determina con la carga superficial:
Se verifica que el calado (profundidad) del pozo esté acorde con el mínimo establecido:
Ejemplo 8.1. Calcular el tamaño de una rejilla fina, de limpieza manual, para el canal de entrada y el caudal del ejemplo 6.1. (Q . Dimensiones del canal: 0,50 x 0,50 m y un borde libre md md = 160 l /s. V canal canal = 0,6 m/s de 0,50 m ). La criba tendrá barrotes de 0,6 cm de ancho y 1,2 cm de separación; con una velocidad de ). paso en la rejilla de 0,8 m/s.
Solución: Se calcula la sección o área útil del canal en la zona de la rejilla, así:
Ejemplo 9.1. Determinar las características de una unidad compuesta por dos canales desarenadores que tratan un caudal punta de aguas residuales de 690 L/s. Se asume una carga superficial de 40 m/h. Solución: Al ser dos canales de desarenado, cada uno tratará la mitad del caudal que ingresa a la depuradora (345 L/s). Operando la carga superficial como una velocidad, el área de cada canal es:
Ejemplo 10.1. 3
Diseñar unos canales desarenadores-desengrasadores para un caudal medio de 1,0 m /s y un caudal punta de 2,2 m3/s.
Solución: 3
Para este caudal, se proyectarán 4 canales de desarenado-desengrasado. Cada uno tratará 0,25 m /s de agua residual, a caudal medio. Aclaración: Para este tipo de unidades, se calculan las dimensiones del canal de desarenado. La zona de desengrasado se adiciona considerando un ancho igual a 1/3 del ancho de la zona de desarenado y una profundidad, antes del inicio de la inclinación a 45°, de 1/3 de la altura de la zona de desarenado (Lozano-Rivas, 2012).
Se calcula el volumen requerido por cada unidad, tomando un tiempo de retención de 15 minutos.
Ejemplo 6.1. Dimensionar un canal de entrada a una depuradora con un caudal medio diario de 69 L/s y una velocidad de flujo de 0,6 m/s. El colector de alcantarillado es de 12 pulgadas, con una pendiente del 1,5%.
Solución: 2
Siendo el colector de alcantarillado de 12 pulgadas y un área transversal de 0,073 m , el canal deberá proyectarse con un área útil igual o mayor que esta. El área mojada del canal está dada por su ancho y dos veces su altura. Asumiendo un canal de sección cuadrada:
Esta área mojada es mayor a la del colector de alcantarillado. Asumiendo una sección cuadrada, el canal tendrá unas dimensiones de 0,34 m de ancho y 0,34 m de altura útil (lámina de agua). La pendiente requerida para el canal, en estas condiciones, se determina con la fórmula de Manning:
Ejemplo 7.1. Dimensionar un pozo de muy gruesos para un caudal punta de aguas residuales de 690 L/s, una carga superficial de 270 m/h, un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 60 s y una velocidad de paso de 0,50 m/s.
Solución:
Esta profundidad es mayor a la recomendada (>2 m), por lo tanto se acepta. Se proyectarán las paredes con una inclinación superior a los 70° respecto de la horizontal. Ejemplo 8.1. Calcular el tamaño de una rejilla fina, de limpieza manual, para el canal de entrada y el caudal del ejemplo 6.1. (Q . Dimensiones del canal: 0,34 x 0,34 m y un borde libre de 0,35 = 69 L /s. V = 0,6 m/s md canal ). La criba tendrá barrotes de 0,6 cm de ancho y 1,2 cm de separación; con una velocidad de paso en la m rejilla de 0,8 m/s. Solución: Se calcula la sección o área útil del canal en la zona de la rejilla, así:
Ejemplo 9.1. Determinar las características de una unidad compuesta por dos canales desarenadores que tratan un caudal punta de aguas residuales de 690 L/s. Se asume una carga superficial de 40 m/h. Solución: Al ser dos canales de desarenado, cada uno tratará la mitad del caudal que ingresa a la depuradora (345 L/s). Operando la carga superficial como una velocidad, el área de cada canal es:
Ejemplo 21.1. Dimensionar un tanque de lodos activados de operación convencional, para un caudal de aguas residuales 3 (Q ) de 7000 m /d, una DQO de entrada de 500 mg/L (S ), de 35 mg/L. Los SSLM o) y una DQO de salida (S 3 3 en el tanque (X ) son 3,5 kg/m (3500 mg/L) y en los lodos (X r ) de 15 kg/m (15000 mg/L). El reactor se proyectará con un tiempo de retención celular de 10 días (TRC ), con un coeficiente de crecimiento -1 bacteriano (Y ) de 0,5 y un coeficiente de eliminación de bacterias (K d ) de 0,05 d .
Solución: Se calcula el volumen, así:
