UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA QUIMICA
“DISEÑO PRELIMINAR DE UNA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS EN LA CIUDAD DE SICUANI”
ASIGNATURA: DISEÑO DE PLANTAS EQUIPO DE TRABAJO:
QUISPE QUISPE, David Grimaldo
ROMERO CHAHUA, Wilian
PACCO ILLA, Yéssica
ROJAS RODRIGUES, Remy Adrián Adrián
PUCHO SIVINCHA, William CUSCO – PERÚ PERÚ 2016
CONTENIDO Introducción Descripción del diseño preliminar de planta de tratamientos de aguas servidas
OBJETIVOS 1.1 Objetivos 1.1.2 Objetivo general 1.1.3 Objetivo específicos 1.2 Justificación
DESCRIPCION DEL PRODUCTO 2.1 Descripción de agua apto para el riego.
DESCRIPCION DE MATERIA PRIMA 3.1 Descripción de agua agua servida 3.2 Características físicas y químicas de las aguas servidas de la ciudad de Sicuani. 3.3 Características físicas de las aguas servidas. 3.3.1 Solidos totales. 3.3.2 Olores. 3.3.3 Temperatura. 3.3.4 Densidad. 3.3.5 Color. 3.3.6 Turbiedad. 3.4 Características químicas de las aguas servidas. 3.4.1 Materia orgánica. 3.4.2 Contenido orgánico. 3.4.3 Gases 3.5 Características microbiológicas de aguas servidas. 3.6 Clasificación de aguas servidas 3.6.1 Desechos humanos y animales. 3.6.2 Desperdicios domésticos. 3.6.3 Agua de corrientes fluviales. 3.6.4 Desechos industriales.
CONTENIDO Introducción Descripción del diseño preliminar de planta de tratamientos de aguas servidas
OBJETIVOS 1.1 Objetivos 1.1.2 Objetivo general 1.1.3 Objetivo específicos 1.2 Justificación
DESCRIPCION DEL PRODUCTO 2.1 Descripción de agua apto para el riego.
DESCRIPCION DE MATERIA PRIMA 3.1 Descripción de agua agua servida 3.2 Características físicas y químicas de las aguas servidas de la ciudad de Sicuani. 3.3 Características físicas de las aguas servidas. 3.3.1 Solidos totales. 3.3.2 Olores. 3.3.3 Temperatura. 3.3.4 Densidad. 3.3.5 Color. 3.3.6 Turbiedad. 3.4 Características químicas de las aguas servidas. 3.4.1 Materia orgánica. 3.4.2 Contenido orgánico. 3.4.3 Gases 3.5 Características microbiológicas de aguas servidas. 3.6 Clasificación de aguas servidas 3.6.1 Desechos humanos y animales. 3.6.2 Desperdicios domésticos. 3.6.3 Agua de corrientes fluviales. 3.6.4 Desechos industriales.
3.7 Efectos dañinos de las aguas servidas. 3.7.1 Daños directos de las aguas servidas 3.7.2 Daños indirectos de las aguas servidas.
DIAGRAMAS DE FLUJO 4.1 Diagrama de flujo cualitativo de tratamiento de d e aguas servidas
BALANCE DE MASA Y ENERGIA 5. Balance de masa y energía. 5.1 Balance de masa y energía tratamiento preliminar. preliminar . 5.1.1 Balance de masa y energía en el canal de aproximación. 5.1.2 Balance de masa y energía en el desarenador. 5.2 Balance de masa y energía en las lagunas de estabilización. 5.2.1 Balance de masa y energía en la laguna anaeróbica. 5.2.2 Balance de masa y energía en la laguna facultativa. 5.2.3 Balance de masa y energía en la laguna de maduración.
DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS 6.1 diseño de pantalla de barras gruesas. 6.2 diseño de pantalla de barras finas. 6.3 diseño del desarenador. 6.4 diseño de la laguna anaeróbica. 6.5 diseño del lecho de secado de lodo para laguna anaeróbica. 6.6 diseño de laguna facultativa. 6.7 diseño de la laguna de maduración
ELECCION DE TECNOLOGIAS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA
INTRODUCCIÓN: La cuenca del río Vilcanota permanentemente se encuentra expuesta a diferentes grados de contaminación. Así tenemos la contaminación por la efluencia de aguas servidas procedente de la población de Sicuani, de los hospitales, las actividades industriales de cuero y peletería que desechan. A esto se suma el arrojo de residuos sólidos, por lo tanto, estas aguas servidas y los residuos sólidos en general no reciben un tratamiento antes de llegar a la principal fuente de agua que es el río Vilcanota. A consecuencia de este pésimo manejo de aguas servidas y desechos se contamina no solo el agua sino también el suelo y aire e incrementan las enfermedades.
Para el diseño de la planta de tratamiento de aguas servidas en la ciudad de Sicuani identificaremos las características físicas, químicas y biológicas de estas aguas servidas. De igual manera determinaremos parámetros como, la población, caudal de aguas servidas, temperatura, sólidos en suspensión, solidos totales, DBO, etc. Así como también se realizara la comparación de contaminantes según máximos permitidos en aguas servidas.
los estándares
DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO PRELIMINAR TRATAMIENTOS DE AGUAS SERVIDAS
DE
UNA
PLANTA
DE
El presente trabajo es un diseño preliminar que está orientado a proporcionar nueva tecnología de un sistema de tratamiento de aguas servidas, el cual disminuirá la contaminación directa del río Vilcanota de la ciudad de Sicuani, en consecuencia podrá ser reutilizada en riego de cultivos en el trayecto del río. En el presente trabajo se realiza también el fundamento teórico de agua servida, su composición, origen, clasificación, efectos dañinos, características físicas y químicas de agua servida, etc. Para la evaluación de las a aguas servidas se ha tomara en cuenta antecedentes, estadísticas de población, expansión urbana, el consumo de agua potable y la instalación de desagüe. Para el estudio del tamaño de la planta se tomara en cuenta el crecimiento poblacional y el caudal de flujo de aguas servidas actualmente y dentro de cinco años. La evaluación del impacto ambiental se desarrollara en los componentes suelo, aire, agua y aspecto económico.
OBJETIVOS: 1.1 OBJETIVO GENERAL: Diseñar a nivel preliminar la instalación de una planta de tratamientos de aguas servidas en ciudad de Sicuani.
1.1.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Describir las características físicas, químicas y biológicas de las aguas servidas. Describir las características físicas, químicas y biológicas de agua tratada para su uso en riego agrícola. Seleccionar y determinar método más rentable y eficiente para la instalación de la planta de tratamiento de aguas servidas. Selección de equipos para la instalación de la planta. Realizar el balance de masa y energía en el diseño de la planta.
1.2
Realizar los costes y evaluación económica.
JUSTIFICACIÓN: Todas la aguas servidas desembocan al río Vilcanota, provocando la contaminación del río, suelo, y aire generando como consecuencia la desaparición de los peces, el zooplancton del río, de igual manera la contaminación en cultivos agrícolas con riego procedentes del río ya contaminado, también se ven afectadas las aguas dulces subterráneas, y finalmente afecta la salud de los habitantes.
Este es el motivo por lo que surge esta idea de instalación de una planta de tratamiento de aguas servidas en la ciudad de Sicuani, que beneficiara a toda la población. Por lo tanto contribuirá con el desarrollo de la población, y la calidad de vida de la población.
DESCRIPCION DEL PRODUCTO 2.1 AGUA TRATADA APTA PARA RIEGO Se trata del producto final de la planta de tratamiento de aguas servidas de la ciudad de Sicuani, será agua apta para el riego en la agricultura, y tendrá que cumplir con las normas del decreto supremo, de límites máximos permisibles como se observa en el cuadro a continuación.
Tabla N° 1: Límites Máximos Permisibles para el vertido de aguas tratadas al río. PARAMETRO
LIMITE MAXIMO
DBO DQO Solidos suspendidos totales Turbiedad Coliformes Grasas/aceites PH Temperatura Sulfatos Cloruros
100 mg/L 200 mg/L 150 mg/L 70 NTU 10000NMP/100 ml 20 mg/L 6.5 -8.5 ≤ 35 °C 10 mg/L 10 mg/L
Fuente: Decreto Supremo N°003-2010-MINAM Estos rangos mostrados en la consumo de los animales.
TablaN°1, es apta para el riego de cultivos agrícolas y para el
DESCRIPCION DE MATERIA PRIMA 3.1 DESCRIPCION DE AGUA SERVIDAS Las aguas servidas, son aquellas aguas que provienen del sistema de abastecimiento de una población, después de ser utilizadas por diversos usos domésticos, industriales,
sanitarios, etc. que son captados por la red de alcantarillado hacia un destino para su respectivo tratamiento.
3.2 CARACTERISITICAS FISICAS DE LAS AGUAS SERVIDAS 3.2.1 Solidos totales (ST): Son la totalidad de solidos orgánicos e inorgánicos, o la totalidad de solidos suspendidos y disueltos. En las aguas residuales domésticas, cerca de la mitad son orgánicas y la otra mitad inorgánico y la tercera ´parte se encuentra en solución y suspensión. En esa mitad orgánica está sujeto a degradación lo que constituye el problema principal del tratamiento de las aguas residuales.
Solidos disueltos:
Son todos los sólidos que no sedimentan, no es retenida por los filtros y no enturbia el agua, inclusive si se le observa de un ángulo recto con respecto al haz de la luz solar, se puede observar estos sólidos.
Sólidos en suspensión:
Son los sólidos que quedan retenidos por la capa filtrante, las partículas flotantes mayores que consisten en arena, polvo, arcilla, solidos fecales, papel, restos de alimentos y de basura. En general son aquellos solidos que pueden separarse del agua residual por medios físicos o mecánicos como son la sedimentación o filtración.
Sólidos en Sedimentables:
Son aquellos que sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cónica durante un periodo de tiempo. Los sólidos sedimentables, expresados en unidad de mg/L. Constituyen una medida aproximada de la cantidad de fango que se obtendrá en la decantación primaria de agua residual.
3.2.2
Olores:
Los olores son debido a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. El agua residual fresca tiene un olor peculiar, no muy desagradable, que resulta más tolerable que el agua residual séptica. El olor característico del agua residual séptica es debido a la presencia de sulfuros de hidrogeno que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos anaeróbicos. La influencia de los olores sobre el normal desarrollo de la vida humana tiene más importancia por la tensión psicológica que genera por el daño que puedan producir al organismo. Los olores molestos pueden reducir el apetito, inducir a menor consumo de agua limpia o producir desequilibrio respiratorio, náuseas y vómitos, y crear perturbaciones mentales. Los compuestos mal olientes responsables de la tensión psicológica, que se producen en los seres humanos se detectan a través del sentido del olfato.
3.2.3 Temperatura: La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del agua de suministro, debido a la incorporación de agua caliente procedente de los hogares. dado que el calor especifico del agua es mayor que del aire, las temperaturas registradas de
las aguas residuales son más altos que la temperatura del medio ambiente durante la mayor parte del año y solo son menores que ella durante los meses más calurosos o en verano. En función de la situación geográfica en la ciudad de Sicuani, la temperatura promedio del agua residual varía entre 10 – 20°C tomando valor representativo 12°C. La temperatura óptima para el desarrollo de la actividad bacteriana se sitúa entre 25°C – 35 °C. Los procesos de digestión aerobia y de nitrificación se detienen cuando alcanza los 50°C.
3.2.4 Densidad: La densidad del agua residual se define como su masa por unidad de volumen, expresada en kg/m3. Es una característica física importante del agua residual, ya que de ella depende el potencial de formación de corrientes de densidad en fangos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento. La densidad de las aguas residuales domesticas que no contengan grandes cantidades de residuos industriales es prácticamente la misma que la del agua a la misma temperatura.
3.2.5
Color:
El agua residual suele tener un color grisáceo. Sin embargo al aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próximas a las anaeróbicas, el color del agua cambia gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente adquirir color negro. Llegado a este punto suele clasificarse el agua residual como séptica.
3.2.6
Turbiedad:
La medición de la turbiedad se lleva a cabo mediante la comparación entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la intensidad registrada en una suspensión de referencia en las mismas condiciones. La materia coloidal dispersa absorbe la luz, impidiendo su transición. Aun así no es posible afirmar que existe una relación entre la turbiedad y la concentración de sólidos en suspensión de agua no tratada.
3.3
CARACTERISTICAS QUIMICAS DE LAS AGUAS SERVIDAS 3.3.1
Materia Orgánica:
Son los sólidos disueltos que provienen del reino animal y vegetal, así como de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos. Los compuestos están formados por combinaciones de carbono, hidrogeno, oxigeno. También pueden están presentes otros elementos como azufre, fosforo, hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40 -60%), hidratos de carbono (25-20%), grasas y aceites 10%. Otros compuestos orgánicos con importante presencia en el agua residual es la urea, principal constituyente de la orina.
3.3.2
Contenido orgánico: Demanda bioquímica de oxigeno (DBO): Es la cantidad de oxigeno requerido
por los microorganismos para estabilizar la materia orgánica biodegradable.
3.3.3
Demanda química de oxigeno (DQO): Es el oxígeno requerido para la oxidación química de los constituyentes orgánicos e inorgánicos. Contenido de nitrógeno amoniacal: Constituye un parámetro adicional para determinar la contaminación producida por las aguas servidas domésticas y comerciales. Carbono orgánico total (COT): Se determina mediante la oxidación térmica de sustancias orgánicas, a través de la combustión a elevada temperatura y la posterior medición de la cantidad de CO2 formado. Demanda total de oxigeno (DTO): Representa la cantidad teórica de oxigeno requerido para oxidar todas las sustancias oxidables presentes en las aguas servidas.
Gases:
Los gases mayormente se encuentran en aguas residuales brutas tales como N2, O2, CO2, el sulfuro de hidrogeno (H2S), el amoniaco (NH3) y el metano (CH4). Estos tres últimos proceden de la descomposición de la materia orgánica presentes en las aguas residuales.
Oxígeno disuelto: El oxígeno disuelto es necesario para la respiración de los microorganismos aerobios. La velocidad de las reacciones bioquímicas que consume el oxígeno aumenta con la temperatura, los niveles de oxígeno disuelto tienden a ser más críticos en las épocas de invierno, en problema se agrava en los mes de verano debido a que, el caudal de los cursos de agua es menor, razón por la cual la cantidad total de oxigeno disponible es menor. Dado que evita la formación de olores desagradables en las aguas residuales es deseable y conveniente disponer de cantidades suficiente de oxígeno disuelto.
Sulfuro de hidrogeno: Se forma durante el proceso de descomposición de la materia orgánica que contienen azufre o en la reducción de sulfitos y sulfatos minerales, mientras que su formación queda inhibida en ´presencia de grandes cantidades de oxígeno. El ennegrecimiento del agua residual y del fango se debe a la formación de sulfuro de hidrogeno que se combina con el hierro presente para formar sulfuro ferroso u otros sulfuros metálicos.
Metano: El principal producto de la descomposición anaerobia de la materia orgánica del agua residual es el gas metano. El metano es un hidrocarburo combustible de alto valor energético, incoloro e inodoro, el metano se produce como resultado de un proceso de descomposición anaerobia, que puede darse en depósitos acumulados en el fondo.
3.4 CARACTERSITICAS MICROBIOLOGICAS DE LAS AGUAS SERVIDAS. Cuantos más productos nutritivos se encuentren de materia orgánica, mayor será la cantidad de bacterias que puedan encontrarse en una muestra de agua. Los principales grupos de organismos en agua residuales se clasifican en: eucariota, eubacterias, arquebacterias.
Las bacterias coliformes incluyen los géneros echerichia y aerobacter. El uso de los coliformes como organismos indicadores son problemáticos debido a que la aerobacter y ciertas clases echerichia pueden crecer en el suelo por lo tanto la presencia de coliformes no siempre sinónimo de contaminación con residuos humanos. Los coliformes fecales o termo tolerantes se hallan en la excreta humana y en la de otros animales se sangre caliente.
3.5
CLASIFICACION DE LAS AGUAS SERVIDAS 3.5.2
DESECHOS HUMANOS Y ANIMALES Son aquellos productos de las necesidades fisiológicas y actividades del hombre que forman parte de las aguas servidas, y los desechos animales proviene de las calles que al ser lavados o con la lluvia son arrastrados a los colectores de alcantarillado.
3.5.3
DESPERDICIOS DOMESTICOS. Procedentes de los trabajos domesticas como de lavado de ropa, baño, desperdicios de cocina, restos de preparación de alimentos, cuyas aguas contienen alto grado de detergentes.
3.5.4
AGUA DE CORRIENTE PLUVIALES. Producidas por las lluvias que depositan cantidades variables de agua que arrastra todo contaminante delas calles.
3.5.5
DESECHOS INDUSTRIALES. Provenientes de los diferentes fabricas que generalmente contiene restos de productos químicos y peligrosos, por esta razón se exige según la ley un tratamiento preliminar antes de verter al alcantarillado, y en la ciudad de Sicuani no existe el tratamiento preliminar de aguas residuales de los trabajos de cuero y peletería que contienen alto grado de elementos químicos como: bromo, cromo, sulfatos, etc.
3.6 CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS DE LAS AGUAS SERVIDAS DE LA POBLACION DE SICUANI Tabla N° 2: Características Físicas y Químicas de la nuestra materia prima. PARAMETROS
Agua Cruda
UNIDADES
Temperatura Turbiedad Color pH Alcalinidad Total Dureza Total Sulfatos Fosfatos Solidos suspendidos
12 400 Amarillento obscuro 7.08 214.5 357 127 61 1362
°C NTU
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
Totales Arena, grava, arcilla. Solidos gruesos DBO Coliformes Fecales
422 508 300 9300000
mg/L mg/L mg/L NMP/100 ml
Fuente: Tesis de estudio de tratamiento de aguas servidas en la ciudad de Sicuani-2005. Laboratorio de Química – Analítica del departamento de Química-2003. La Tabla N°2 nos proporciona una mejor información acerca de cómo se encuentra nuestra materia prima en la ciudad de Sicuani.
3.7 EFECTOS DAÑINOS DE LAS AGUA SERVIDAS Las aguas servidas son dañinas, cuando acarrean hasta las agua naturales de los ríos, y se puede considerar como nocivos. Pueden producirse en: daños directos e indirectos.
3.7.1 DAÑOS DIRECTOS DE LAS AGUAS SERVIDAS:
El agua cuando se utiliza en la crianza de truchas
Las playas utilizadas por turistas o gente que sale de paseo
Los mares o lagos, cuando estos son utilizados como abastecimiento de agua potable para pobladores en zonas más bajas.
Las aguas servidas podrían destruir completamente un sistema ecológico y de esa manera eliminar una fuente de recursos naturales y de producción de alimentos. Ocasionan perdidas en la actividad turística, perdidas económicas, al verter el agua sin previo tratamiento.
3.7.2 DAÑOS INDIRECTOS DE LAS AGUAS SERVIDAS.
Solventes orgánicos
Compuestos orgánicos halogenados
Compuestos orgánicos fosforados Sustancias con efectos cancerígenos
Sulfuro de hidrogeno
Cianuro
Fluoruro
Metales pesados (cadmio, mercurio)
Organismos patógenos y huevo de parásitos vivo.
Las aguas servidas contienen microorganismos, especialmente bacterias que originan enfermedades intestinales, como tifoidea, paratifoidea, enteritis y disentiría, también virus como polio y la ictericia infecciosa. Las aguas servidas domésticas contienen huevos de parásitos de origen humano y animal (helmitos).
DIAGRAMAS DE FLUJO
4.1 DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS Agua servidas
Tramo de tuberías (alcantarillas) Almacena caudal, para distribuirla a la planta
Colector general
Cámara de reunión
Consta de cámara de rejas gruesas y finas
Canal de aproximación
Solidos gruesos
Separa la materia granular (arena)
Desarenador
Arena
Sistema anaeróbico liberando CH4
Laguna Anaeróbica
Sistema mixto: contienen sistema aerobio y anaerobio.
Laguna Facultativa
Eliminación de bacterias patógenas.
Laguna Maduración
Al río (Agua tratada)
Lechos de secado de lodos
5. BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE LA CIUDAD DE SICUANI 5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR 5.2 BALANCE DE MASA Y ENERGIA Base de cálculo para el diseño de la planta de tratamiento de aguas servidas de la ciudad de Sicuani es de 20L/s = 72000L/h.
a. CANAL DE APROXIMACION En la cámara de rejas gruesas y finas se separa solidos suspendidos como; plásticos, botellas, ramas y todo tipo de basuras flotantes. Segun las características de las aguas servidas de la ciudad de sicuani este tipo de solidos contiene en un promedio de 508mg/L.
72000 508 36576000 0. 0 01 0. 0 01∗24 877. 8 2 ∗ = ∗ ∗ = ℎ ℎ ∗1 .. Entrada de agua servida con los diferentes compuestos Q PH TURBIDEZ SOLIDOS GRUESOS Y FINOS ARENA,GRAVA, ARCILLA ACEITES Y GRASAS SST COLIFORMES TOTALES DBO densidad aceite y grasa Sulfatos Fosfato
Entrada de agua servida
1728 7.08 400 877.82 0.4782 0.00864 1.5433 9300000 300 800 14 34.56
m^3/día NTU kg/día m^3/día m^3/día m^3/día NMP/100mL mg/L kg/m^3 kg/día kg/día
Canal de aproximación
877.824kg/día de solidos gruesos y finos
Salida
Salida del cámara de rejas grueso y finos Q PH TURBIDEZ SOLIDOS GRUESOS Y FINOS ARENA,GRAVA, ARCILLA ACEITES Y GRASAS SST COLIFORMES TOTALES DBO densidad aceite y grasa Sulfatos Fosfato
1728 7.08 400 0 0.4782 0.00864 1.5433 9300000 300 800 14 34.56
m^3/día NTU kg/día m^3/día m^3/día m^3/día NMP/100mL mg/L kg/m^3 kg/día kg/día
b. DESARENADOR En el desarenador se separan todo los sólidos más densos y pesados así como la arena, grava y otros. Según las características de las aguas servidas de la ciudad de Sicuani este material contiene en promedio de 432mg/L de arena.
Entrada del agua servida al desarenador Q PH TURBIDEZ ARENA,GRAVA, ARCILLA ACEITES Y GRASAS SST COLIFORMES TOTALES DBO densidad aceite y grasa Sulfatos Fosfato
Entrada
1728 7.08 400 0.4782 0.00864 1.5433 9300000 300 800 14 34.56
m^3/día NTU m^3/día m^3/día m^3/día NMP/100mL mg/L kg/m^3 kg/día kg/día
desarenador
Salida
0.4782m^3/día de arena En este caso necesariamente se cambia el caudal de salida. Qs=(17280.4782)=1727.522m^3/día
Salida del agua servida al desarenador Q PH TURBIDEZ ARENA,GRAVA, ARCILLA ACEITES Y GRASAS SST COLIFORMES TOTALES DBO densidad aceite y grasa Sulfatos Fosfato
20 7.08 400 0 0.00864 1.5433 9300000 300 800 14 34.56
m^3/día NTU m^3/día m^3/día m^3/día NMP/100mL mg/L kg/m^3 kg/día kg/día
c. LAGUNA ANAERÓBICA El tratamiento se lleva a cabo por la acción de bacterias anaerobias. Como consecuencia de la elevada carga orgánica y el corto periodo de retención del agua residual, el contenido de oxígeno disuelto se mantiene muy bajo o nulo durante todo el año. El objetivo perseguido es retener la mayor parte posible de los sólidos en suspensión, que pasan a incorporarse a la capa de fangos acumulados en el fondo y eliminar parte de la carga orgánica.
Calor
Q=20 L/s
CH4
Laguna anaeróbica
Lechos de lodos
Potencial de Producción de Metano Producción de Metano 0.02C10 H19 O 3 N 0.10H 2 O 0.12CH 4
0.02
C10 H19O3 N
0.05CO 2
C H O N C H O N 10
10
19
19
0.018HCO3
3
3
=4 mg
-
0.018NH 4
C10 H19O3 N
0.0026C 5 H 7 O 2 NP0.1
CH CH CH HCO HCO HCO HCO C H O NP C H O NP 0.0026 C H O NP
0.12 0.018
CH 4
4
= 1.92 mg
4
4
-
-
3
3
-
= 1.098 mg
3
3
5
7
2
5
0.1
5
7
7
2
2
0.1
=0.2938 mg
C5 H 7 O 2 NP0.1
0.1
En el campo del tratamiento de las aguas residuales, la contaminación orgánica es evaluada a través de la DQO (demanda química de oxígeno), la cual mide básicamente la concentración de materia orgánica. La forma de apreciar lo que ocurre con la materia orgánica en el tratamiento anaerobio de aguas residuales, es comparando su balance de DQO con el del tratamiento aerobio.
Laguna Anaeróbica: CH4
Laguna anaeróbica: (profundidad de 2-5 m)
Volumen de la Laguna
V A
Li Qm CVO A
Dónde: 3
V A =
volumen de la laguna, m
Li =
afluente DBO5, mg/L (= g/m3)
Qm =
CVO A =
caudal promedio, m /día carga volumétrica orgánica de diseño, g DBO5/m3-día (CVO A ≈ 300-400 g BOD5/m3-día a 20 °C)
3
× = Tabla N° 2: Características Físicas y Químicas de la nuestra materia prima. PARAMETROS
Agua Cruda
UNIDADES
Temperatura Turbiedad Color pH Acidez Total Alcalinidad Total Dureza Total Cloruros Sulfatos Fosfatos Solidos Totales Solidos Suspendidos Solidos Disueltos DBO DQO Coliformes Totales Coliformes Fecales
15 400 Amarillento obscuro 7.08 26.4 214.5 357 83.5 127 61 1362 422 508 300 560 9300000 9300000
°C NTU
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L NMP/100 ml NMP/100 ml
Base de cálculo 20 L/seg
= =300 × 1000 × =300 / 1000 3 3600 24ℎ =20 × 1000 × 1ℎ × í =1728 3/í
Consideramos un factor de seguridad 20% del caudal que se obtuvo anteriormente:
3 3 % =0.25∗ 1728 =432
3 3 3 = 1728 +432 =2160 : =300∗0. 9 5=280 í 3 ×2160 3/í 300/ = 280 3 í =2314.21 3
Teniendo en cuenta que tiene una capacidad del 95%:
Tiempo de Retención Hidráulico
TRH
V A Qm
Dónde: TRH
=
tiempo de retención nominal, días
Nota: El TRH tiene que ser suficiente para que la bacteria metanogénica puede crecer en el sistema, y su tasa de crecimiento es más que 7 días a 25 °C. La única manera de tener las condiciones para su crecimiento es a través de lagunas anaeróbicas de flujo ascendente (LAFA).
3 1364. 2 1 = = 1728 3/í =0.7894 í × 241 íℎ =18.9 ℎ≅19 ℎ 3 1.5 í ∴ =1.5í× 1728í ≅2500 3
Acumulación de Lodos en Lagunas Anaeróbicas y Tiempo para llenar 25% del Volumen
Se puede estimar la acumulación con la siguiente ecuación: V La 0,00156 Qmed SST
Dónde:
V L-a =
Qmed
SST =
tasa de acumulación de lodos, m3/año =caudal promedio, m3/día concentración de sólidos suspendidos en el afluente, mg/L
3 × =1362 / =1362 × 1000 3 1000 3 − =0.00156× 1728 í × 1362 3 =3671.5 3/ñ
El tiempo para llenar 25% del volumen de la laguna con lodos es t 25%
0.25 V A V L a
Se debería remover los lodos cuando se ocupan 25% del volumen de la laguna.
3 0. 2 5×2500 % = 3671.5 3/ñ =0.1702 ñ× 121 ñ =2.04≅2
Por tanto es importante el diseño de remoción de lodo ya es parte integral y si no se realiza bien entonces el proyecto o esta laguna estaría destinado al fracaso.
Potencial de Producción de Metano
Asumiendo que el 70% de la DBO L esta removida en la laguna:
= 300 =441.2 / = 0.68 0.68 =0.7 ×0.001×3 × =/í =0.7×0.001× 1728 í ×441.2 3 =533.7/í 3 533.7 0. 3 5 = × í =186.8 3 í
A. Remoción de DBOL Última y
Producción de Metano
0.02C10 H19 O 3 N 0.10H 2 O 0.12CH 4 0.05CO 2 0.018HCO3 0.018NH 4 0.0026C 5 H 7 O 2 NP0.1 -
Residuos Orgánicos Bacteria
R. orgánicos (CHON) 0.02(201) 4.02 mg 8.0 mg DBOL equivalente 1.0 mg DBOL equivalente
CH4
CHO
Bacterias (CHONP)
0.12(16) 1.92mg CH4 7.68mg DBOL equivalente 0.24 mg CH4 0.96 DBOL equivalente
0.018(61) 1.10 mg 0.9 mg CaCO3
0.0026(113) 0.29 mg 0.036mg N 0.008mgP 0.04 mg
0.11mg CaCO3
Rendimiento de Biomasa, Y :
Y
0.29mg Biomasa 8.0mg DBO L Removida
0.04 mg Biomasa mg DBO L Removida
0.04 kg Biomasa kg DBO L Removida
Rendimiento de Metano:
A 12 °C y 1 atm:
. 1 ×0. 0 82 × 273+12 . = ; = = =23.37 / 1 =0.24 (1 )( 23.37 )= 0.35 0.35 3 16 = A 12 °C y 0.675 atm (3600 m):
. 1 ×0. 0 82 × 273+12 . = ; = = =34.62 / 0.675 =0.24 (1 )(34.62 )= 0.519 0.519 3 16 = d. LAGUNA FACULTATIVA Son aquellas que poseen una zona aerobia y una anaerobia, siendo respectivamente en superficie y fondo. La finalidad de estas lagunas es la estabilización de la materia orgánica en un medio oxigenado proporcionando principalmente por las algas presentes. El objetivo de las lagunas facultativas es obtener un efluente de la mayor calidad posible, en el que se haya alcanzado un elevada estabilización de la materia orgánica, y una reducción en el contenido en nutrientes y bacterias coliformes.
Estequiometria de fotosíntesis 106 CO2 +65 H2O+16 NH3+H2PO4
C106H181O45 N16P+118 O2
106 CO2 65 H2O N 16 H2O N 1 H2PO4
=5088mg CO2
=1170mg H2O =272mg NH3
=98mg H2PO4
Energía Solar Requerida para Producción de Algas
Energía Requerida = 24.000 kJ/kg algas El balance de energia no se elimina debido a que la energia requerida es aprobada por métodos naturales.
Eficiencia de Conversión de Energía Solar por Fotosíntesis
El rango de eficiencia es entre 2 y 7%. Use 3% como regla práctica con factor de seguridad.
e. LAGUNA MADURACION
Lagunas de maduración. Este tipo de laguna tiene como objetivo fundamental la eliminación de bacterias patógenas. Además de su efecto desinfectante, las lagunas de maduración cumplen otros objetivos, como son la nitrificación del nitrógeno amoniacal, cierta eliminación de nutrientes, clarificación del efluente y consecución de un efluente bien oxigenado.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN. Ventajas.
La estabilización de la materia orgánica alcanzada es muy elevada. La eliminación de microorganismos patógenos es muy superior a la alcanzada mediante otros métodos de tratamiento. Presentan una gran flexibilidad en el tratamiento de puntas de carga y caudal. Pueden emplearse para el tratamiento de aguas residuales industriales con altos contenidos en materia biodegradables. Desde el punto de vista económico, es mucho más barato que l os métodos convencionales, con bajos costos de instalación y mantenimiento. El consumo energético es nulo. En el proceso de lagunaje se generan biomasas potencialmente valorizables una vez separada del efluente.
6.- DIMENCIONAMIENTO DE EQUIPO 6.1 DISEÑO DE PANTALLA DE BARRAS GRUESAS
Para el diseño de las cámaras gruesas se cuenta con el siguiente cuadro: Cuadro N°1: parámetros para el diseño de las rejas gruesas Concepto Tamaño de la barra Espesor (mm) Ancho (mm) Profundidad (mm) Separación entre barras (mm) Inclinación respeto a la vertical( °) Velocidad de aproximación (m/s) Perdida de carga admisible
Limpieza mecánica 5-15 30-60 50-80 40-50 60-90 0.4-75 15
Fuente: tratamiento y depuración de las aguas residuales-metcalf Eddy.
De acuerdo al cuadro N°1, las características de las barras gruesas para nuestro diseño se muestran a continuación. Cuadro N°2: parámetros que se usan para el diseño de la barra gruesa Parámetros Forma Espesor de cada barra (t) Ancho de cada platina (a) Espaciamiento entre barras (e) Inclinación de la pantalla Máxima saturación Material de la pantalla de cribado grueso
Rectangular 10mm=0.01m 45mm=0.045m 45mm=0.045m 75° 50% del área de la pantalla. Acero inoxidable
Fuente: elaboración propia de acuerdo al cuadro N°1
1. CALCULO DEL ANCHO Y ALTURA DE LA REJA
=∗
Donde: Q=caudal máximo = 0.02m^3/s
V= velocidad máxima a través de las barras = 0.60m/s A= área máxima de cámara de rejas m^2 Despejando la ecuación se tiene el siguiente resultado:
= =0.0333^2
Calculo de longitud de los barrotes
=∗/2
Donde:
L=longitud de canal de aproximación= 5m e=espaciamiento de las barras =0.045m l=longitud de las platinas barrotes Reemplazando los datos en la ecuación se tiene el siguiente resultado:
Longitud total:
=∗/2 0 333 = 2∗ = 2∗0. 5∗0.045 =0.296 =+ 2
=longitud total de las platinas sin saturar.
Entonces se tiene el siguiente resultado
=+ 2 =0.296+ 0.296 2 =0.444 l
h
Ө
=
=
Donde: h=altura de cámara de rejas b= ancho de cámara de rejas Ө= ángulo de inclinación de
cámara de rejas=75°
l= longitud total de reja = 0.444m Despejando h y b de la ecuación se tiene los siguientes resultados:
ℎ=∗=75∗0.444=0.1722 =∗=cos75∗0.444=0.4093
DISEÑO DE PANTALLA DE BARRAS FINAS
1. CARACTERÍSTICAS DE LAS REJAS FINAS. Para el diseño de las barras finas se cuenta con el siguiente cuadro elaborado de acuerdo al cuadro 1. Cuadro N°4 Características de las rejas finas Forma rectangular Espesor de cada platina (t) Ancho de cada platina (a) Espaciamiento entre platinas (e) Inclinación de la pantalla Máxima saturación Material de la pantalla de cribado fino Sistema de limpieza
Rectangular 5mm 25mm 10mm 75° 50% del área de la pantalla Acero inoxidable automático
Fuente: elaboración propia.
2. CALCULO DEL ANCHO Y ALTURA DE LA REJA. b= 0.1722m h= 0.4093m l= 0.444m Ө=75°
Diseño de cámaras gruesas y finas según los cálculos hechos
Datos obtenidos con el cálculo.
Caudal=20l/s=72m^3/h Ancho de las rejas=0.1722m=172.2mm Altura de las rejas=0.4093m=409.3mm
Tabla N°2: características de cámara de rejas gruesas ofertadas por la empresa HUBER. dimensiones capacidad motor tipo (m^3/h) (kw) CP-100 100 1.1 CP-150 150 1.5 CP-300 300 2.2 CP-500 500 3 CP-600 600 4 CP-900 900 5 CP-1200 1200 7.5 CP-1500 1500 7.7 CP-1800 1800 10 Fuente: tecnología HUBER para tratamientos
peso (kg) altura (mm) 450 870 550 956 610 1220 630 1520 670 1520 925 1720 1250 1920 1350 2060 1650 2200
ancho (mm) 200 210 250 350 400 520 650 1000 1200
Equipo de rejas gruesas
CARACTERISITICAS DE CAMARA DE ESCALERA GRUESA EQUIPO: CAMARA DE REJAS SIMBOLOGIA: MODELO CP-150 FUNCIÓN: retención de solidos gruesos Nº UNIDADES: 1 Descripción
Alta capacidad de transporte de residuos. Alta seguridad en el funcionamiento debido a una eficiente y fiable limpieza de los barrotes de la reja de gruesos. Separación eficaz incluso de materiales gruesos voluminosos.
La reja de gruesos HUBER es ideal para ser utilizada en pozos de bombeo como primer paso en las plantas de tratamiento de aguas residuales y a la entrada de las plantas de energía térmica. La reja está diseñada para separar residuos gruesos y materiales voluminosos, protegiendo así todo lo que haya aguas abajo.
DIMENSIONAMIENTO: ALTO
ANCHO 200m
PESO
870cm
450Kg
POTENCIA REQUERIDA
TENSIÓN
RPM
1.1 KW
220v
3550
6.2.-DISEÑO DEL DESARENADOR Este proceso conlleva a la eliminación de materiales que puedan generar desperfectos en las siguientes unidades, contribuye a la conservación del equipo, de un desgaste inadecuado reduciendo la abrasión del mismo, de igual manera reduce la formación de depósitos excesivos de materiales pesados en tuberías, en el canal y los conductos de la unidad. Además de disminuir la necesidad y la frecuencia de una limpieza constante en el área digestora, permitiendo una mayor eficiencia de la unidad. el termino arena se emplea para referirse a las arenas propiamente dichas, a las gravas, cenizas y cualquier otro material pesado cuya velocidad de sedimentación o peso específico sea considerablemente mayor al de los sólidos orgánicos susceptibles a la descomposición presentes en el agua residual. Las arenas se remueven de las aguas residuales para:
Proteger los equipos mecánicos de la abrasión y del excesivo desgaste. Reducir la formación de depósitos de solidos pesados en unidades y conductos aguas abajo. Reducir la frecuencia de limpieza de los equipos aguas abajo por acumulación excesiva.
Normalmente, los desarenadores se ubican después de las unidades que remueven solidos gruesos como son las rejillas, sedimentador primario, aunque en algunas plantas de tratamiento de aguas los desarenadores anteceden las unidades de tamizado. Por lo general, la instalación de unidades de tamizado fino antes del desarenador facilita la operación y mantenimiento de las instalación destinados a la remoción de arenas. Tres clases de desarenadores son los mas usados: de flujo horizontal para canales de sección rectangular o cuadrada; aireados, y de vórtice.
CALCULO PARA EL DESARENADOR. Se calcula la velocidad de sedimentación de acuerdo a la ley de Stokes usando un diámetro de partícula de Dp=0.005 cm.
= 181 ∗∗( )∗ 2.651/)∗0.005 = 181 ∗981/∗(0010156 =0.2168 =∗∗ ∗0.005∗0.99843 0.2168 = 0.010356/ =0.1045
Calculando el numero de Reynolds se corrobora flujo laminar.
Para una partícula con diámetro de 0.12 cm Se calcula la velocidad de sedimentación y se usa la fórmula de ALLEN, para flujo en transición.
=0.22 ∗ 0.12 2. 6 50. 9 984 =0.22 0.99843 ∗981 0.01356 [0.99843 ] =51.8418/ =∗∗ =2499.057 6.3.-DISEÑO DE LAGUNA ANAEROBICA 6.1.1 V A
Volumen de la Laguna Li Qm CVO A
Dónde: 3
V A =
volumen de la laguna, m
Li =
afluente DBO5, mg/L (= g/m3)
Qm = CVO A =
caudal promedio, m /día carga volumétrica orgánica de diseño, g DBO5/m3-día (CVO A ≈ 300-400 g BOD5/m3-día a 12 °C)
3
× =
Tabla N° 2: Características Físicas Químicas de la nuestra materia rima. PARAMETROS
Agua Cruda
UNIDADES
Temperatura Turbiedad Color pH Acidez Total Alcalinidad Total Dureza Total Cloruros Sulfatos Fosfatos Solidos Totales Solidos Suspendidos Solidos Disueltos DBO DQO Coliformes Totales Coliformes Fecales
15 400 Amarillento obscuro 7.08 26.4 214.5 357 83.5 127 61 1362 422 508 300 560 9300000 9300000
°C NTU
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L NMP/100 ml NMP/100 ml
Base de cálculo 20 L/seg
= =300 × 1000 × =300 / 1000 24ℎ =20 × 1000 × 3600 × 1ℎ í =1728 /í % =0.25∗1728 =432 =1728 +432 =2160 : =300∗0. 9 5=280 í 300/ ×2160 /í = 280 í =2314.21
Consideramos un factor de seguridad 25% del caudal que se obtuvo anteriormente:
Teniendo en cuenta que tiene una capacidad del 95%:
6.1.2
Tiempo de Retención Hidráulico TRH
V A Qm
Dónde: TRH
=
tiempo de retención nominal, días
Nota: El TRH tiene que ser suficiente para que la bacteria metanogénica puede crecer en el sistema, y su tasa de crecimiento es más que 7 días a 25 °C. La única manera de tener las condiciones para su crecimiento es a través de lagunas anaeróbicas de flujo ascendente (LAFA).
6.1.3
2314. 2 = = 2160 =1.07í× 241 íℎ =25.7 í ≅26 ℎ 1 2 ℎ 25% 1. 5 í 2160 ∴ =1.5í× í ≅3300
Profundidad
Con una profundidad de 4 metros para asegurar proceso anaeróbico.
6.1.4
Área de las superficies de la laguna mediante:
Donde S1 y S2 son as superficies de las bases del tronco de pirámide y su altura h. ya que tenemos la profundidad o altura que es de 4m entonces calculamos s1 y s2 mediante el programa SOLVER:
DATOS: Volumen= 3300 m3 Profundidad=4 m Por consiguiente:
3300 = 34 + + √ × 4400= + + √ × 19360000 = + + ×
SOLVER:
m2 m2 19360000 S1 S2 F.O 2601,64534 1440,53151 19360000
6.1.5
ACUMULACION DE LODOS EN LA LAGUNA ANAEROBICAY TIEMPO PARA LLENAR 25% DEL VOLUMEN
Se puede estimar la acumulación con la siguiente ecuación:
V La 0,00156 Qmed SST Dónde:
V L-a
=
tasa de acumulación de lodos, m3/año
Qmed
=
caudal promedio, m3/día
SST
=
concentración de sólidos suspendidos en el afluente, mg/L
=1362 × 1000 × =1362 / 1000 − =0.00156×2160 í ×1362 =4589.4 /ñ
El tiempo para llenar 25% del volumen de la laguna con lodos es
t 25%
0.25 V A V L a
Se debería remover los lodos cuando se ocupan 25% del volumen de la laguna.
0. 2 5×3300 30 % = 4589.4 /ñ =0.18 ñ× 121 × =65 ñ 1 ≅2 5
Por tanto es importante el diseño de remoción de lodo ya es parte integral y si no se realiza bien entonces el proyecto o esta laguna estaría destinado al fracaso .
6.1.6.-DISEÑO DE LECHO DE SECADO DE LODOS PARA LAGUNAS ANAEROBICA 6.1.6
TIEMPO DE SECADO
Lechos al Aire Libre
p o 1 t d
ST o
1 DS
ST f
K C ET 0 P n
Dónde:
t d
=
tiempo de secado de lodos, meses
po
=
profundidad inicial de lodos, m
ST o
=
concentración de sólidos totales inicial expresada como decimal
ST f decimal
=
concentración de sólidos totales finales expresada como
DS (~0.5)
=
fracción de agua removido por drenaje expresada como decimal
K C (0.6 — 1.0)
=
coeficiente de evapotranspiración de la superficie de los lodos
ET 0
=
evapotranspiración de referencia, m/mes
P
=
precipitación, m/mes
( K C ET 0
P ) n
=
evapotranspiración neta de los meses contiguos
considerados, n, m/mes Asumiendo que la profundidad inicial es de 0.8 m
=0.14 , =1362 , =150 , =1, =0.100 /
0. 1 5 0. 1 4 1 10. 5 1. 3 62 = 0.100 / =0.62 ≅19 í 6.1.7
VOLUMEN DE LODOS PARA EL LECHO DE SECADO
Volumen total por año:
V La 0,00156 Qmed SST
− =0.00156×2160 í ×1362 =4589.4 /ñ
6.2
DISEÑO DE LAGUNA FACULTATIVA
6.2.1 A f
Determinacion el área de la laguna facultativa
Carga de DBO 5 , kg/d CS M
(0.001) (Q) ( DBO5 ) CS M
24ℎ =20 × 1000 × 3600 × =1728 /í 1ℎ í ==200 / = .∗∗ = 1.7 ℎ CSM=300 kg O2/ha-día
= 17000 m^2
Donde:
A f
-
área de laguna facultativa, ha
Q
-
caudal, m3/d
D B O 5
-
DBO5 del afluente, mg/L
Diseño de dos lagunas en paralelo con área de cada una de 0.87 ha.
6.2.2
CALCULO DEL VOLUMEN MEDIANTE LA ECUANCION DE PRISMOIDE
V f donde: V f p l a i 3/1
p 6
l a (l 2ip)(a 2ip) 4 l ip a ip
volumen, m3 profundidad, m largo, m ancho, m pendiente de los taludes interiores, relación horizontal/vertical, tipicamente
-
1.-Determinar p, a y l. p = 1,8--2,0 m para lagunas facultativas. Con A f en m2, A f = (l )·(a) Relación l /a = 3/1 para lagunas facultativas
A f = (3a)·(a) = 3a2 Af =1.7 ha =17000 m^2
a
A f
3
17,000 3
75.277m;
l 3a 225.8 m
i=3 Calcular V con la ecuación del prismoide. f
2 V f 17000 (225.8 (2) (3) (2))(75.277 (2) (3) (2)) 4 225.8 (3) (2)75.277 (3) (2) 6 V f 30478 .987 m
3
6.2.3
DETERMINACION DEL TIEMPO DE RETENCION HIDRAULICO TEORICO O NOMINAL
TRH
V f Q
=
30478 .987 m 3 1728m 3 / día
17.6 18 días
Donde: TRH - tiempo de retención hidráulica nominal, días TRH ≥ 10 días para remoción de huevos del helmintos (OMS, 2006).
6.2.4
DETERMINANACION DE LA TASA DE ACUMULACION DE LODOS Y EL TIEMPO PARA LLENAR EL 25% EL VOLUMEN DE LA LAGUNA V L f 0.00156 Q SST
Donde: -tasa
V L-f
de acumulación de lodos en la laguna faculativa, m3/año
V l-f =0.00156*1728 *1362 =3671.5 m3/año
El tiempo para llenar 25% del volumen de la laguna con lodos es
t 25% t 25%
0.25 30478 .987 m 3 3671.5 m 3 /año
0.25 V f V L f
2.07 años
Se debería planear remoción de lodos cada 2 años.
6.6 DISEÑO DE LA LAGUNA DE MADURACION. Siendo la etapa final de tratamiento de aguas residuales se considera la disminución de la concentración de sólidos en suspensión y concentración de solidos fecales.
= ln =
donde:
: : :
ec.Feachen(1983)
la concentración inicial de coliformes fecales, NMP/100ml
Concentración final de coliformes fecales NMP/100ml Constante de mortalidad de primer orden/por día
:
Tiempo de reacción , días
El tiempo para remoción).
2
de coliformes fecales
=1% / =4.6 ln / 4.6051= = 4.6
=0.01
) se define como
(99% de
051
Ecuaciones segun León y Moscoso (Lima-1996) estudios realizados en CEPIS lagunas de San Juan Lima Lagunas facultativas: Primera laguna de maduración Segunda laguna de maduración
=0.4771.18− =0.9041.04− =0.8111.09−
Donde: T= temperatura del agua en °C.
− =0.9041.04− =0.9041.04 =0.660 − =0.8111.09− =0.8111.09 =0.407
en Primera laguna de maduración:
en Segunda laguna de maduración:
La constante de mortalidad de prime r orden para coliformes fecales de la temperatura de la reacción y el tipo de laguna. o
Para la primera laguna de maduración.
= 0.4.666 =6.9 o
Para la segunda laguna de maduración
,
es muy dependiente
= 0.4.4607 =11.3
El cuadro muestra los valores de maduración..
para las temperaturas de 10 a 30 °C para lagunas de
Un TRH nominal de solamente 8 a 9 días debe ser suficiente para remover 2 log 10 para coliformes fecales a 12°C. En la práctica se recomienda una relación largo / ancho > 50/1 con mamparas transversales para obtener este nivel de remoción. Tipo de laguna
/, /,
T=10°C
T=12°C T=15°C T=20°C
T=25°C
T=30°C
0.61 7.5
0.66 7
0.74 6.2
0.90 4.9
1.10 4.2
1.34 3.4
0.34 13.42
0.40 11.30
0.52 8.72
0.8 5.67
1.24 3.68
1.91 2.39
10.8
9
8.8
7
6
4.9
Primera maduración
Segunda maduración
TRH nominal(días)
DISEÑO DE UNA LAGUNA DE MADURACION
= 20 =1728 / =12° =300 =.3/3
1. Selección de TRH. TRH= 9 días a 12 °C para una laguna con mamparas con largo/ancho >50/1 2. Selección de profundidad P= 1.8 a 2 m para lagunas de maduración.
=2 = =9 1728 / =15534 = 15534 = 2 =7767 =0.77 ℎ = =3 = .
3. Calculo del volumen de la laguna de maduración
4. Cálculo del área de la laguna de maduración
Relación:
= 3 = 77673 =50. 8 8 =152.64 m
Resumen final del sistema facultativa/ maduración parámetro maduración 1728
/
Área Profundidad (m) largo ancho
/ñ
TRH(días) Acumulación de lodos Frecuencia de remoción de lodos Remoción de huevos de helmitos Remoción de coliformes fecales Remoción de DBO 5
7767m2 2 152.64 m 50.88m 1728 9 100% 2log10 >80% total >85% filtrada(DBO5filtrada < 50 mg/L)
7. ELECCCION DE TECNOLOGIAS Ya que la tecnología en la parte más importante de nuestro diseño son las lagunas de oxidación entonces, no se busca sino que esta se construye a partir de los datos obtenidos en los cálculos anteriores donde las dimensiones son proporcionales.
8. CONCLUSIONES
Este diseño se realizó de forma preliminar ya que no se tiene la experiencia ncesaria, sin embargo fue de muy buen ayuda para analizar si las decisiones que tomamos es la adecuada. Se llegó a establecer las lagunas son proporcionales tanto en la laguna anaeróbica como la facultativa, sin embargo se tuvo algunos problemas para hallar la dimensión de las rejas en la etapa primaria del diseño. Se tomó en consideración decisiones como la profundidad o altura de las lagunas tanto en la anaeróbica que fue de 4 metros así como en la laguna facultativa que fue 2 metros y de acuerdo a estos se halló algunos parámetros necesarios.
