Descripción: Se halla experimentalmente el coeficiente de permeabilidad con permeámetro de carga constante.
Modelación y simulación de operaciones y procesosDescripción completa
Descripción: EDUCACION
Descripción: modelos de optimización de recursos.
Descrição completa
Descripción: wdwdwd
practica de laboratorioDescripción completa
Descripción: modelos de optimizacion unidad 5
Saneamiento Ambiental – Aguas Residuales 3
Profesores: Carmen Leonor Barajas y Jorge Buitrago
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una laguna recibe el efluente de la laguna que precede. Además, existen lagunas sin recirculación y lagunas con recirculación del efluente de la laguna o de una laguna en serie que qu e la sigue. Modelos para Lagunas Facultativas
La DBO por unidad de área (carga orgánica)
La capacidad de la laguna para estabilizar la materia orgánica en condiciones aerobias es controlada por la radiación solar utilizada por las algas en la producción de oxígeno necesario para la oxidación de la materia orgánica que llega a las lagunas. La profundidad de estas lagunas llega a 1,80 m máximo y la producción de oxígeno se limita a la zona fótica o iluminada. Experiencia obtenidas con lagunas experimentales en zonas tropicales permiten recomendar cargas orgánicas de 250 hasta 450 Kg DBO5/ha/día en lagunas primarias sin que se presenten condiciones indeseables indeseables por malos olores y en las que predominará un medio aerobio. Un valor adecuado para diseño se considera de 400 Kg DBO5/ha/día Existen muchos modelos de dimensionamiento de lagunas, entre ellos: Oswald y Gotaas, Hermann y Gloyna, Marais, McCarty y Pescod, Thirmurthy, Yáñez (CEPIS), Cubillos, etc. A continuación se presenta un ejemplo de dimensionamiento de lagunas de estabilización utilizando el modelo del CEPIS. Una población de 20000 habitantes vierte las aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento a una quebrada. Como consecuencia del vertimiento, la calidad del agua de la corriente se ha deteriorado considerablemente y no es posible utilizarla para otros propósitos. Se desea mejorar la calidad del agua de la corriente para que pueda ser usada en el riego de hortalizas y cría de ganado. Se dispone de la siguiente información: Producción de aguas residuales DBO5 de las aguas residuales a 25°C Temperatura de las aguas residuales Infiltración Infiltración en el suelo de la laguna Evaporación Sólidos totales Fracción volátil de los sólidos totales Precipitación anual Dirección predominante del viento Velocidad del viento Radiación solar del mes más nublado Brillo solar Sólidos sedimentables K de las aguas residuales a 20°C Población estimada al final del periodo (20 años)
250 l/hab/día 277 mg/l 25°C 0.2 mm/hora 5 mm/día 700 mg/l 0.55 1000 mm Norte-Este 3 a 4 km/h 300 g cal/cm 2/día 52% de 11.5 horas/día 5 ml/l 0.25 días -1 35000 habitantes
La entidad que ejerce el control ambiental en la región exige una remoción del 90% de la DBO 5 Se debe aclarar que algunos modelos de los mencionados anteriormente usan más datos que otros, por lo cual los datos suministrados no necesariamente se emplearán en el modelo seleccionado para el presente dimensionamiento. Solución:
Producción de aguas residuales: - actual: Q = 250 l/hab/día * 20000 hab = 5x10 6 l/día = 5000 m 3/día - futura: Q = 250 l/hab/día * 35000 hab = 8.75x10 6 l/día = 8750 m 3/día Carga orgánica de las aguas residuales: DBO5 de las aguas residuales a 25°C = 277 mg/l - carga orgánica actual = 5000 m 3/día x 0.277 kg/m 3 = 1385 kg/día
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carga orgánica futura = 8750 m 3/día x 0.277 kg/m 3 = 2424 kg/día
Modelo de Yáñez (CEPIS)
Laguna Primaria: Carga superficial aplicada = C sa = 400 kg DBO/ha/día Carga superficial removida = C sr = 7.67+0.8063C sa = 7.67+(0.8063)(400) = 330.19 kg DBO/ha/día Área necesaria de la laguna primaria: -
Actual: A
-
Futura: A
1385 kg DBO/día 400 kg DBO/ha/día
3.5ha
6.06 ha
2424 kg DBO/día
400 kg DBO/ha/día
6.1 ha
Volumen de la laguna para h = 1.8 m: -
Actual: V = 3.5x10 4 m2 x 1.8 m = 63000 m 3 Futuro: V = 6.1x10 4 m2 x 1.8 m = 109800 m 3
Periodo de retención: Aquí es necesario tener en cuenta las pérdidas por infiltración y evaporación: - Infiltración (actual) = 0.0002 m/h x 24h/día x 35000 m 2 = 168 m 3/día 2 - Evaporación (actual) = 0.005 m/día x 35000 m = 175 m 3/día - Pérdidas en la laguna (actuales) = 343 m 3/día 2 - Infiltración (futura) = 0.0002 m/h x 24h/día x 61000 m = 293 m 3/día - Evaporación (futura) = 0.005 m/día x 61000 m 2 = 305 m 3/día - Pérdidas en la laguna (futuras) = 598 m 3/día Caudal efluente (actual) = 5000 – 343 = Caudal efluente (futuro) = 8750 – 598 = -
4657 m 3/día 8152 m 3/día
Actual: PR = V/Q = 63000 m 3 / 4657 m 3/día = 13.53 días Futuro: PR = V/Q = 109800 m 3 / 8152 m 3/día = 13.47 días
DBO soluble en el efluente de la laguna primaria: Carga superficial existente o remanente: C se = Csa - Csr = 400 – 330.19 = 69.81 kg DBO/ha/día Cse x A 69.81 x 3.5 0.0524 kg de DBO/m3 52.4 g/m3 Q 4657 277 52.4 81.1% % de remoción de DBO = 277 Cse x A 69.81 x 6.1 DBO del efluente (futuro): S 0.0522 kg de DBO/m3 52.2 g/m3 Q 8152 277 52.2 % de remoción de DBO = 81.2% 277
DBO del efluente (actual): S
Como la remoción de DBO no alcanza el valor exigido del 90%, se requiere de una laguna secundaria: DBO5 total en el efluente = 2 x 52.2 g/m 3 = 104.4 g/m 3 (Para disponer de un margen de seguridad, para las lagunas secundarias se toma la DBO total como dos veces la DBO soluble en el efluente de las lagunas primarias)
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Carga orgánica en el afluente: -
Actual: 4657 m 3/día x 0.1048 kg/m 3 = 488.1 kg DBO/día Futura: 8152 m 3/día x 0.1044 kg/m 3 = 851.1 kg DBO/día
Carga superficial que se acepta en la laguna secundaria: 300 kg DBO/ha/día Csr = - 0.80 + 0.765Csa = -0.80+(0.765)(300) = 228.7 kg DBO/ha/día Área de la laguna: -
Actual: A
-
Futura: A
488.1 300 851.1 300
1.627ha 1.6ha
2,837ha
2.8ha
Volumen de la laguna secundaria para h = 1.8 m: -
Actual: V = 1.6x10 4 m2 x 1.8 m = 28800 m 3 Futuro: V = 2.8x10 4 m2 x 1.8 m = 50400 m 3
Periodo de retención: Teniendo en cuenta las pérdidas por infiltración y evaporación: - Infiltración (actual) = 0.0002 m/h x 24h/día x 16000 m 2 = - Evaporación (actual) = 0.005 m/día x 16000 m 2 = - Pérdidas en la laguna (actuales) = - Infiltración (futura) = 0.0002 m/h x 24h/día x 28000 m 2 = - Evaporación (futura) = 0.005 m/día x 28000 m 2 = - Pérdidas en la laguna (futuras) =
77 m 3/día 80 m 3/día 157 m 3/día 134 m 3/día 140 m 3/día 274 m 3/día
Actual: PR = V/Q = 28800 m 3 / 4500 m 3/día = 6.4 días Futuro: PR = V/Q = 50400 m 3 / 7878 m 3/día = 6.4 días
DBO soluble en el efluente de la laguna secundaria: Carga superficial existente o remanente: C se = Csa - Csr = 300 – 228.7 = 71.3 kg DBO/ha/día DBO del efluente (actual): S
Cse x A Q
71.3 x 1.6 4500
0.0254 kg de DBO/m3
% de remoción de DBO respecto a la carga original = DBO del efluente (futuro): S
Cse x A Q
71.3 x 2.8 7878
277 25.4
277
277 25.3
277
25.4 g/m3
90.8%
0.0253 kg de DBO/m3
% de remoción de DBO respecto a la carga original =
25.3 g/m3
90.9%
Como la remoción de DBO es superior al valor exigido del 90%, la solución definitiva consistirá en una laguna primaria seguida de una laguna secundaria.
