Planta De Tratamiento Lodos Activados e1t3y

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES UTILIZANDO EL MÉTODO DE LODOS ACTIVADOS

1. CALCULOS PREVIOS 1.1. CARACTERIZACION DE LAS AGUAS RESIDUALES (según pruebas laboratorio) Aguas residuales de origen doméstico en situación normal. Población Dotación hídrica per capita DBO5 por persona DQO por persona Sólidos en Suspensión (SS) por persona N2 por persona Fósforo total (P) Aceites y grasas por persona (ac y g)

2250 120 75 150 60 12 3 30

hab. l/dia g/dia g/dia g/dia g/dia g/dia g/dia

Donde: DBO5: Demanda Bioquimica de Oxigeno (5: tiempo de incuvacion en dias) DQO: Demanda Quimica de Oxigeno

CAUDAL TOTAL

270 168.75 337.5 135 27 6.75 67.5

Carga Contaminante

m3/dia kg DBO5/dia Kg DQO/dia Kg SS/dia kg N2/dia kg P/dia kg ac. y g./dia

1.2. CALCULO DEL VOLUMEN TOTAL DE INFLUYENTE Y DE SU CARGA CONTAMINANTE CAUDAL TOTAL DE AGUAS RESIDUALES Caudal medio por hora (Q24)* Caudal Punta (Q24*2.75)**

Carga Contaminante

270 m3/dia 11.25 m3/h 31 m3/h 281.25 kg DBO20/dia 168.75 kg DBO5/dia 337.50 Kg DQO/dia 135.00 Kg SS/dia

168.75 X

60 100 281.25

*. Se supone que la planta depuradoraq funciona durante las 24 horas del dia **. Para un Q24 de 570m3/h, la bibliografia consultada aconseja tomar 2.75 como factor de punta horaria

Contaminación media que llegará a la instalación

625 mg DBO5/l 1.25 mg DBO/dia 500 mg SS/l

1.3. CARACTERISTICAS QUE DEBE TENER EL EFLUYENTE SEGÚN LA LEGISLACION VIGENTE DBO5 no superior a 25mg/l SS no superior a 35 mg/l 2. DIMENSIONADO DEL DESARENADOR - DESENGRASADOR 2.1. CALCULO DE LAS DIMENSIONES DEL DESARENADOR - DESENGRASADOR A CAUDAL MEDIO (Q24) 15 m3/m2.h 15 min

Carga Hidraúlica Tiempo de Retencicón Sh= Sh adoptado=

A CAUDAL PUNTA (Qp) 24 m3/m2.h 10 min

1.29 m2 1.50 m2

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Por tanto las dimensiones para este deposito son: Anchura del canal= 1.20 Longitud del canal 3.50 m A continuacion calcularemos el volumen unitario del desarenador - desengrasador V= caudal circundante punta x Tiempo de retención punta. V= 5.17 m3 A partir de estos datos podemos calcular la altura del deposito h= 1.23 m (altura promedio) 2.2. CALCULO DE TRATAMIENTO DE SEDIMENTACION PRIMARIA S = Q24 X IVF X SSVR CHS S= 26.156 0.70 S= 37.37 Asumiendo 45.00 m2 donde: Q24 = Caudal punta = 31.00 m3/h IVF = Indice volumétrico Medio. Estima las características sedimentables del fango. Se asume 0.225 m3/kg SSVR = Concentración del líquido de mezcla = 3.75 S = Superficie del decantador secundario. Asumimos 40m2 Adoptando una altura de 2.00 m para el sedimentador: V=S*h= 90.00 Superficie = V/h S= 45.00

m3 m2

Entonces las dimensiones del Sedimentador:

L= 12.50 m a= 6.00 m h= 1.90 m Del desarenador - desengrasador se considera una reducción entre un 25 - 40% de la DBO5. Para nuestro caso usaremos el 30% DBO5: S.S.:

438 mg/l 250 mg/l

3. TRATAMIENTO DE FANGOS ACTIVADOS 3.1 CALCULO DE EFICACIA DEL REACTOR Caudal a tratar= 270 m3/dia Tiempo de retencion celular (Oc)= 10 DBO5 del efluyente= 20 Eficacia del reactor (E)= 98.3 Eficacia conjunta (Econ)= 95.2 Adoptando valores típicos para SSVR y SSR: SSVR / SSR = SSVR / SSR =

dias (adoptado) mg/l % % 3,750mgSSVR/l / 4,500mgSSR/L 0.83 mgSSVR/mgSSR

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3.2. CALCULO DEL VOLUMEN DEL REACTOR

Q= Caudal de agua residual en m3/dia X = Concentracion de microorganismos en el interior del reactor en mgSSVR/L Oc= Tiempo de retencion celular (en dias) So= DBO5 del efluyente que entra en el tratamiento secundario (en mgl) S= DBO5 no consumida del tratamiento secundario (en mgl) Y= Coeficiente maximo de crecimiento microbiótico Kd= Constante de muerte en reacciones cineticas de primer orden (en dias) Reemplazando en la fórmula se tiene :

V= Dimensiones del Reactor Circular: Radio Altura=

270 m3/dia 3750 10 438 7 0.6 0.06

mg/l d mg/l mg/l msSSVR/mgDBO5

d-1

116.37 m3 4.00 m 2.50 m

3.3. CALCULO DE LA CANTIDAD DE FANGO A PURGAR

Yobs= Yobs=

0.375 mgSSVR/mgDBO5 0.375 mgSSVF/mgDBO5

Pssvf= Pssf=

43.6 KgSSF/d 52.6 KgSSF/d

Para Calcular el Caudal de Purga Qw:: V= volumen necesario del reactor (m3) Oc = Tiempo de retención celular (en días) X= Concentración de microorganismos Qe= Caudal del agua de salida (en m3) Q= caudal que entra al reactor (en m3) Xe= concentracion de microorganismos Smicroorg = 65% del total de la DBO5 Y= Coef. Max. de crecimiento microbiótico Xr= contenido de solidos en suspensión Reemplazando en la fórmula se tiene: 10d =

116.37 10 3750 Qe = Q - Qw 270 m3/dia 7.8 13 0.6 8300

m3 dias gssvr/M3

mgSSV/m3 mg/l

(Smicroorg x Y)

msSSVR/mgDBO5

gSSVF/33

116.40 m3 x 3,750 Gssvr/m3 Qw x 8,300 Gssvf/m3 + (270 - Qw)m3/d x 7.8 Gssv/m3 10d = 436,387.50 8,300 Qw + (270 -Qw) x 7.8 8,300Qw - 7.8Qw + 2,106 = 43,638.75 8292.20 Qw = 43,638.75 m3/d Qw=

5.26 m3/d

3.4. CALCULO DEL TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRAULICA DEL FANGO Tiempo de retencion hidraulica= 0.43 d O= 10.344 horas

O=V/Q

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3.5. CALCULO DE LA CARGA VOLUMENTRICA DEL FANGO Carga volumétrica (CV) es la cantidad teórica de DBO5 que se registra en el fango por unidad de tiempo y de volumen CV= (So x Q) / (V x 1,000) CV= 1.02 kgDBO5 utilizada/m3 x dia 3.6. CALCULO DE LA TASA ESPECIFICA DE UTILIZACION DEL SUBSTRATO DEL FANGO Es la cantidad real de DBO5 que se registra en el fango por unidad de tiempo y en función de una cantidad determinada de microorganismos. U= (So - S) / (X * O) U= 0.27 mg DBO5 utilizada / mgSSVR . D 3.7. CALCULO DE LA CARGA APLICADA POR UNIDAD DE BIOMASA DEL FANGO Es la cantidad teórida de DBO5 que se registra en el fango por unidad de tiempo y en función de una cantidad determinada de microorganismos. F/M So / (X * O) F/M 0.01 mg DBO5 aplicada / mgSSVR*d 3.8. CALCULO DE LAS NECESIDADES DE OXIGENO Y DE AIRE EN EL REACTOR Es la cantidad real de DBO5 que se registra en el fango por unidad de tiempo y en función de una cantidad determinada de microorganismos. d-1 Para f=0.68 para un K=0.1 Masa de DBO utilizada = (Q x (So - S) / (f x 1000 g/kg) = (270 x (438 - 7) / (0.68 x 1,000) DBO = 171.13 kg/d Requerimiento de O2= Masa de DBO - 1.42Pssvf = 171.13 - 1.42(52.60) O2 = 109.17 kg O2/d 3.9. CALCULO DEL CAUDAL DE AIRE NECESARIO La eficacia de transferencia de oxigeno es baja (inferior al 10%), se considerará 8%. Consideramos que el aire contiene un 23,2% de O2 en peso y densidad de 1,201 kg/m3. Requerimiento de O2 / (Densidad x porcentaje O2)= 109.17 / (1,201 x 0.232)

= Aire realmente necesario = = El aire necesario por unidad de volumen = =

0.39 0.39 / 0.08 4.90 4.90 / 270 0.02

kg/d m3 aire / día m3 aire / m3 agua

4. CALCULO DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO 4.1 CALCULO DE LA CARGA HIDRAULICA SUPERFICIAL Expresa el caudal de agua residual que puede atravesar una unidad de superficie. CHS= Q24 X IVF X SSVR S CHS 0.7 m3/m2 . h Se asume donde: Q24 = Caudal medio = 11.25 m3/h IVF = Indice volumétrico Medio. Estima las características sedimentables del fango. Se asume 0.225 m3/kg SSVR = Concentración del líquido de mezcla = 3.75 S = Superficie del decantador secundario

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S = Q24 X IVF X SSVR CHS S= 9.492 0.7 S= 13.56 Asumiendo 15.00 m2 CHS= 11.25x0.225x3.75 15.00 CHS = 0.63 m3/m2 4.2 CALCULO DE A CARGA DE SOLIDOS SUPERFICIAL Expresa la cantidad de sólidos que puede atravesar una unidad de superficie. CSS= (Q24 x SSVR) / S CSS=(11.25 X 3.75) / 15.00m2 CSS = 2.81 Asumiremos 3.00 KgSS/m2 4.3. CALCULO DEL VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO Adoptando una altura de 2.00 m para el sedimentador cuadrado V=S*h= 30.00 m3 Superficie = V/h S= 15.00 m2 Asumiremos 16.00 m2 de superficie Entonces las dimensiones del Sedimentador:

L= a= h=

8.50 3.00 1.90

m m m

4.4. CALCULO DEL TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRAULICA O = V / Q24 O = (30 / 11.25) O= 4.31 horas

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