7.4
Determinar la relación ponderal estequiometrico entre cloro y el nitrógeno amoniacal en el
breakpoint. Escribir la relación global para describir el fenómeno del breakpoint.
Pero molecularde NH3 expresado como N =
(14 g / mol)
= 14 Peso molecular del (HOCL) expresado como CL 2 =
= (70,9 g/mol)
=70,9
Relación ponderal entre el cloro y el nitrógeno Amoniacal
=
= 7,6
7.1.
Para facilitar la sedimentación en un tanque primario, se añaden 25 kg de sulfato ferroso
(FeSO₄.7H₂O) por cada
de agua residual. Determinar la alcalinidad mínima necesaria para
reaccionar, inicialmente, con el sulfato ferroso. ¿Cuántos gramos de cal expresados como CaO, será necesario añadir para que después de reaccionar con el Fe(HCO₃)₂ y con el oxigeno disuelto en el agua se pueda formar Fe(OH)₃ insoluble?
25000000/1000000 = 25 mg/l
La alcalinidad es:
La cantidad de cal necesaria es:
⁄⁄ ⁄ ⁄⁄ ⁄
La cantidad de oxigeno necesaria es:
⁄⁄ ⁄
8.1.
Una muestra de 1 I contiene 250 gr de caseína ( C 8 H12 O3 N2 ). Si se sintetizan 0,5 g de tejido
celular bacteriano por cada mg de caseína consumida, determinar la cantidad de oxigeno necesario para completar la oxidación de la caseína en productos finales y tejido celular. Los productos de la oxidación son el dióxido de carbono (CO2), el amoniaco (NH3), y agua suponer que el nitrógeno no incorporado en la producción de tejido celular se convierte en amoniaco.
C8H12O3N2 + 8O2
C8 = 12 x 8 = 96 H12= 12 x 1= 12 O3= 16 x 3 = 48 N2= 14 x 2 = 28 184 gr.
250gr C8H12O3N2 x
8 CO2 + 2NH3 + 3H2O
x
x
= 347,82 grO2
8.3.
si el grado de disolución D se define Q/V y se desprecia el coeficiente endógeno, desarrollar
unas expresiones que permitan estimar la concentración de substrato y de células en efluente de un reactor de mezcla completa sin recirculación en función del grado de dilución. Y= 0.5 mg/mg -1
µm= 1,0 h ,
Ks= 200 mg /l, y So= 10.000 mg/, elaborar una grafica de las concentraciones de
substrato y células respecto al grado de dilución. Utilizar un papel milimetrado y representar el grado de dilución desde 0 hasta 1,0 h
-1.
Utilizar división de 2 cm por c ada 1000 mg/l de células y de
1 cm por cada de 1000 mg/l de substrato. DATOS
D=
Kd
Grado de dilución
Coeficiente Endógeno se desprecia
Y = 0,5 mg/mg
µm= 1.0 h-1 Ks= 200 mg/L Concentración SSV
S0= 10000 mg/L S
Concentración de Sustrato
X
Concentración de
D
S
X
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
244.44 300 371,43 466,67 600 800 1133,33 1800 3800 -------------
1707,41 1716,67 1728,57 1744,44 1766,67 11800 1855,56 1966,67 2300 ---------------
4000 3500 3000 2500
e l t i T 2000 s i x A
Series1
1500
Linear (Series1)
1000 500 0 0
0.5
1
1.5
Axis Title
2
2.5
8.5.
Se ha de tratar de agua residual mediante un proceso aerobio en un reactor de mezcla
completa sin recirculación. Determinar el valor de θc empleando los siguientes valores de las -1
-1
constantes, Ks= 50 mg/l; k=5,0 d ; kd= 0.006 d Y=0,60 mg/mg. La concentración inicial de substrato en el agua residual es de 200 mg/l.
Ks= 50mg/1 K= 5,0 d
-1
Kd = 0.06 d
-1
Y= 0,60 mg7mg S0= 200mg/L
8.2.
Suponiendo que el coeficiente endógeno kd puede despreciarse, desarrollar unas expresiones
que se pueden emplear para determinar la concentración de substrato y de células en función del tiempo, para un reactor de alimentación discontinua. Si la concentración inicial de substrato y de -1
células es de 100 y 200 mg/l 1 hora. Si el coeficiente endógeno vale 0,04d , estimar el error -1
cometido al despreciar este factor. Suponer que se aplican las siguientes constantes k=2,0h Ks= 80 mg/l Y = 0,4 mg/mg. Kd supuesto S= ? X=? Rector de alimentación discontinua
K= 2,0 h
-1
Ks= 80mg/L Y= 0,4 mg/mg
Kd= 0 ˆ kd= 0,04 S0= 100 ˆ 200 T=1 hora =
3)
=0,8
X=
8.6.
Utilizando un valor de θc = 2 d de proyecto de 2 d en días, junto con las constantes del
problema anterior, determinar la concentración de substrato en el efluente, la tasa de utilización especifica (-rsu/X), la relación alimento – microorganismos (S0/X θ), y la concentración de microorganismos en el reactor.
8.7.
Los siguientes datos se han obtenido estudiando cuatro reactores de fango activado de flujo
continuo a escala de laboratorio para el t ratamiento de los residuos de una industria alimentaria. Determinar los valores de Y y de Kd a partir de estos datos Parámetro Unidad
X g SSV Liquido mezcla 18.81 7.35 7.65 2.89
1 2 3 4
rg g SSV Liquido mezcla 0.88 1.19 1.42 1.56
U g BDOs/g SSV Liquido mezcla 0.17 0.41 0.40 1.09
Rsu = uX
3.2
Rg = -Y*Rsu – Kd*X
3.3 3.06
Y
=
mX
+ b
3.15
1.8 1.6 1.4 1.2 g R
1 0.8
Series1
0.6
Linear (Series1)
0.4 0.2 0 3
3.05
3.1
3.15
3.2 Rsu
m= Y m=
b= Kd*X = 1.52 Kd=
= -0.2
3.25
3.3
3.35
8.17.
₅
Se desea tratar un agua residual con un DBO
dos etapas. Se desea que la calidad del efluente sea de 25 mg/l de DBO
₅
de 200 mg/l mediante un filtro percolador de
⁰ ( ) ( ) √ √
.
Si la profundidad de
ambos filtros debe ser de 1,8 m, y la relación es 2:1, calcular los diámetros de los filtros nece sarios. Suponer Q = 8000
, la temperatura del agua residual = 20 C, y que E1 =E2.
Factor de recirculación:
Para el primer filtro:
Volumen para primera etapa:
Φ primer filtro:
Segundo filtro:
√ √
Volumen de filtro para segunda etapa:
Φ segundo filtro:
₅
DBO
para cada filtro:
Primera etapa:
Segunda etapa:
Carga Hidráulica: Primera etapa:
Segunda etapa:
8.14 .
A un proceso de lodos activados ingresa luego de pasar una sedimentación primaria; 1000
de agua residual/dia ,en el aereador existe una concentración de biomasa de 7500(gr SSVLM
/
,la concentración de sólidos suspendidos volátiles biodegradables en el reactor es de 192
gr/
,la concentración de sólidos suspendidos volátiles no biodegradables en el reactor es de 30
gr/
, la relación F/M para lodos activados convencionales es de 0,3
prolongada de (7 a 10) días F/M es igual a 0.1 igual a 0,3
para una aireación
,para lodos activados con oxigenos F/M es
,el material inerte e inorgánico tiene una concentración de 10 gr/
Usando los coeficientes cinéticos dados a continuación diseñe un sistema con una recirculación y un tiempo de retención celular de 6 días. Q = 1000
X = 2500 gr
So = 192 gr/ S = 30 gr/
Tiempo de retención hidráulico:
Tasa de utilización del sustrato:
Crecimiento bacteriano → Tasa neta de producción de biomasa:
8.19.
Determinar la superficie necesaria para el tratamiento de un agua residual con una
de
300 mg/l mediante filtros sintéticos de 6m y 9m de profundidad, después de la sedimentación primaria. La
final del efluente debe ser de 25 mg/l o inferior. Suponer que la constante de
tratabilidad determinada realizando ensayos con un filtro de 6m de profundidad es de 0,058
a 20⁰C.
(
DATOS:
Se = 25 mg/l Si = 300 mg/l n = 0,5
k20 = 0,058 D=6m Q = (8000
m para n = 0,5
⁄ () ()
/d)/(1440 min/d) = 5,55
Para un filtro de 6m:
Para un filtro de 9m:
/min
8.20.
Estudiar el efecto de las relaciones de recirculación ( entre 0 y 4) para un proceso de filtros
percoladores. Utilizar los datos e información del Ejercicio 8.19. para e l filtro percolador de 9 m. DATOS Se = 25 mg/l Si = 300 mg/l n = 0,5
k20 = 0,058 D=9m Q = (8000 A = 189,1
m para n = 0,5
/d)/(1440 min/d) = 5,55
/min
Fracción de carga orgánica:
( ) ( )
Si Afluente al filtro incluida recirculación
Tabla de cálculo:
⁄ ⁄
0
1
2
3
4
0,083
0,173
0,238
0,289
0,329
0,917
0,827
0,762
0,711
0,671
So = DBO en el agua residual afluente antes de la recirculación. Se = DBO en el caudal de recirculación.
= relación de recirculación.
Si = DBO aplicada al filtro.
Si Q = 1 →
1+
0 1 2 3 4
1 2 3 4 5
[ ]
12,048 11,561 12,605 13,841 15,198
12,048 10,561 10,605 10,841 11,198
0,083 0,095 0,094 0,092 0,089
0,917 0,905 0,906 0,908 0,911
Escuela Superior Politécnica del Litoral
Trabajo de SANITARIA II
Resolución de Problemas CAP VII-VII
Integrantes: Carlos Cheing Andrés Prieto
Termino: 2011 - I
