sesión_06_diseno de ptar

Diseo y Operacin de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales

FRANCISCO Quezada Neciosup

Sesin No 06

Curso

1. Parmetros de calidad de las aguas

1. Materia Orgnica

La materia orgnica representa la parte ms importante de la contaminacin, aquella que agota el oxgeno disuelto en las masas de agua, ros, lagos y mares. La materia orgnica est compuesta de: Carbono Hidrogeno Oxgeno Nitrgeno.

Tambin estn presentes a menudo otros compuestos como: Fsforo Azufre Hierro, etc.


1. Materia Orgnica

La materia orgnica se divide en diferentes grupos como sigue:


2. Oxigeno Disuelto


2. Oxigeno Disuelto

La cantidad de oxgeno

presente en el agua es

afectada por la temperatura,

la salinidad y la presin

atmosfrica.

La concentracin de oxgeno

en agua es inversamente

proporcional con la

temperatura (Figura 1).

Si elevamos la temperatura

del agua a su punto de

ebullicin generamos una

solucin libre de oxgeno.


2. Oxigeno Disuelto


3. Demanda Bioqumica de Oxigeno Disuelto



Sin embargo , pueden realizarse a diferentes tiempos, por ejemplo la DBO7, es la demanda medida a los 7 das, y la DBOu (DBO ltima total) es la medida hasta el agotamiento total de la MO, lo que usualmente toma de 20 a 30 das. En las aguas residuales domsticas, la DBO5 0.70 DBOu.


4. Demanda Qumica de Oxigeno


5. Slidos


6. pH


7. Nitrgeno


8. Fosforo


9. Azufre


Composicin tpica de las aguas residuales

Diseo de PTAR

Diseo de PTAR

Poblacin Servida

Hab. m3/da L/s m3/da L/s

0 207384 1747 20.22 3145 36.40

1 212112 24818 287.24 44672 517.03

5 230598 26964 312.08 48535 561.74

10 255987 29898 346.04 53816 622.87

15 284171 33146 383.64 59664 690.55

20 315458 36750 425.35 66150 765.63

Caudales a ser Drenados a la PTAR Pachacutec

Ao

Caudal Promedio Caudal Mximo Horarios

a) Caractersticas del agua residual

Diseo de PTAR

Poblacin beneficiada 315458 Hab

425.35 L/s

36750.24 m3/d

Parmetros

Demanda Bioqumica de Oxgeno gr/(hab. da) 50

Slidos en Suspensin ** gr/(hab. da) 55

Nh3 - N como N gr/(hab. da) 8

N Kjeldahl total como N gr/(hab. da) 12

Fsforo total gr/(hab. da) 3

Coliformes fecales. No de bact./(hab.da) 2.0E+11

** Los Sl idos Suspendidos Tota les es igual a 1.10 la concentracin de DBO.

Aporte Per Cpita

Parmetros Proyectados al Final de Proyecto

Caractersticas de Aguas Residuales*

* Reglamentos Nacional de Edi ficaciones - Norma OS.090 Plantas de

Tratamiento de Aguas Res iduales . Junio 2006.

Caudal de Tratamiento


Diseo de PTAR


Demanda Bioqumica de Oxgeno 429.19 mg/L

Slidos Suspendidos Totales 472.11 mg/L

Slidos Suspendidos Fijos (20%SST) 94.42 mg/L

Slidos Suspendidos Voltiles (80% SST) 377.69 mg/L

NH3 - N como N 68.67 mg/L

N Kjeldahl Total como N 103.01 mg/L

Fsforo Total 25.75 mg/L

Coliformes Fecales. 1.7E+09 mg/L

Temperatura del Agua(19 a 27) oC

Caracterizacin de Aguas Residuales - PTAR Pachacutec.

Diseo de PTAR


Demanda

Qumica de

Oxigeno

Demanda

Bioqumica

de Oxgeno

Slidos

Suspendidos

Totales

Slidos

Suspendidos

Fijos

Slidos

Suspendidos

Voltiles

pHTemperatura

del Agua

Coliformes

Totales

Coliformes

Termotolerantes

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l oC NMP/100 ml NMP/100 ml

Prom. 1680 454 789 265 531 7.18 23.71 3.2E+08 2.7E+08

Mx 3230 1458 2946 1312 1635 8.24 27.00 1.6E+09 1.6E+09

Mn 768 241 264 13 212 3.31 19.10 2.0E+06 2.0E+06

Desv 353 342 228 79 183 1.50 1.59 4.5E+08 2.4E+08

Calidad de Afluente de PTAR Ventanilla

Demanda

Qumica de

Oxigeno

Demanda

Bioqumica de

Oxgeno

Slidos

Suspendidos

Totales

Slidos

Suspendidos Fijos

Slidos

Suspendidos

Voltiles

pHTemperatura del

Agua

Coliformes

Totales

Coliformes

Termotolerantes

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l oC NMP/100 ml NMP/100 ml

Prom. 1007 344 320 76 240 7.69 22.64 2.6E+08 2.3E+08

Mx 2170 604 594 271 444 8.33 26.10 1.3E+09 1.3E+09

Mn 395 192 107 16 83 7.10 8.03 4.8E+07 4.8E+07

Desv 455 52 41 12 46 0.28 2.41 8.6E+07 1.1E+08

Calidad de Afluente de PTAR San Antonio de Carapongo

Fecha

Diseo de PTAR

b) Calidad de efluente

PARAMETRO UNIDADLMP DE EFLUENTES PARA

VERTIDOS A CUERPOS DE AGUA

Aceites y Grasas mg/L 20

Coliformes Termotolerantes NMP/100 ml 10000

Demanda Bioqumica de

Oxgeno mg/L 100

Demanda Qumica de

Oxgeno mg/L 200

pH mg/L 6.5 - 8.5Slidos Totales en

Suspensin mg/L 150

Temperatura oC < 35

LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA LOS EFLUENTES DE PTAR

Diseo de PTAR


Diseo de PTAR


PARAMETRO UNIDAD VALOR

Aceites y Grasas mg/L 2

DBO5 mg/L 10

Oxigeno Disuelto mg/L mayor igual a 4

pH 6.8 - 8.5

Slidos Suspendidos Totales mg/L 70

Sulfuro de Hidrogeno mg/L 0.08

Coliformes Termotolerantes NMP/100 ml 1000

SUB CATEGORIA 3: OTRAS ACTIVIDADES.

CATEGORIA 2: ACTIVIDADES MARINO COSTERAS

Diseo de PTAR

c) Coste y disponibilidad de terreno

Diseo de PTAR

c) Coste y disponibilidad de terreno

d) Consideracin de las futuras ampliaciones o la previsin de lmites de calidad de vertidos ms estrictos, que necesiten el diseo de tratamientos mas sofisticados en el futuro

1. Pre Tratamiento

1. 1. Cribado

1. 1. Cribado

Reja automtica a cadena

1. 1. Cribado

Reja Step Screen

1. 1. Cribado

Tamiz Rotatorio

1. 1. Cribado

Base de clculo fsico Smbolo Unidad Valor Unidad Valor

Flujo mximo: Qmx. m3/h 2756 l/s 765.63

Flujo de diseno: Qdiseno m3/h 1531 l/s 425.35

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE UNA REJA FINA Y PERDIDA DE CARGA

1. 1. Cribado

Datos de diseno Smbolo Unidad Valor Referencia

Velocidad en el canal de llegada V1 m/s 0.60 Pacheco

Velocidad a travs de las rejas (limpio) Vr m/s 1.20 Pacheco

Espesor de barra t mm 6.00 Azevedo Neto

Grosor del marco L mm 40.00 Azevedo Neto

Separacin entre barras a mm 12.00 Azevedo Neto

Inclinacin de las rejillas a o 75.00 Pacheco

Prdida de carga en rejillas sucias hf mm 150.00 Pacheco

Ancho total del canal W m 1.40 Pacheco

Tasa de residuos slidos (L/1000 m3) RS L/1000 m3 50.00 Azevedo Neto

Nmero de rejas mecnias NR Unid. 2.00

Forma de las rejas B 1.84

Eficiencia de remocin del compactador e % 30.00

Forma de barras trapezoidal

38 - 50

10 - 20

75 - 85

150

38 - 50

6.0 - 9.5

Rejas Fina

0.6 - 1.0

1.2

1. 1. Cribado

Diseo de las rejas caudal mximo Smbolo Criterio Valor Unidad

0.46 m

0.25 m

Ancho libre a travs de las rejillas w w=W-2L/1000 1.32 m

Nmero de barras Nb Nb = (w-t)/(t+a) 73 m

Eficiencia de rejas E E= a/(t+a) 0.67

Velocidad a travs de las rejas Vr Vr = V1/E 0.90 m/s

Velocidad en rejas obstruidas 50% V30% Vr30% = Vr/(100%-30%) 1.29 m/s

Prdida de carga hL hL = B*(t/a)4/3*Sena*(Vr302/2g) 0.06 m

Tirante mximo aguas arriba d1' d1'= H + hL 0.52 m

Prduccin de residuos slidos PRS PRS = RS*Qd 1.84 m3/dia

Produccin de residuos slidos deshidratados RSD RSD = PRS*(100-e) 1.29 m3/dia

Tirante de agua en el canal H

2 Desarenador




Datos de diseno Smbolo Unidad Valor

Nmero de desarenadores Nd Unid. 4

Periodo de retencin Td min. 3

Angulo de inclinacin del tornillo a o 30

Velocidad de sedimentacin Vs m/s 0.3

Tasa de aire Taire CFM/m 3

Dimetro del tornillo D Pulg. 12

Capacidad del tornillo Cap m3/h 1.90

Ancho de desarenador a m. 2.2

h1 m 3

h2 m 4

Ancho de canal de recoleccin ac m 1.5

Altura de agua en desarenador h m 0.5

Tasa de arena extrada Tarena L/1000m3 45

Materila del tornillo

Nmero de sopladores Ns Unid. 2

Profundidad de desarenador

10.0 - 90.0

Mnimo 2

Acero inoxidable 304

30

0.3

1.6 - 4.0

PROCESO DE PRE TRATAMIENTO

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE DESARENADORES AIREADOS

Rangos

1.50 - 3.0

2 Desarenador

Diseo Smbolo Criterio Valor Unidad Observacion

0.191 m3/s

689.07 m3/h

Volumen de desarenador Vd Vd = q*Td*60 34.45 m3

Longitud L1 L1 L1 = h1/(Tan(90o-a*pi/180)) 1.73 m

Longitud L2 (Incluye canal de recoleccin) L2 L2 = h2/(Tan(a*pi/180)) 6.93 m

Longitud Total Incluyendo canal de recoleccin LT LT= L1 + L2 8.66 m

Longitud Neta de Desarenador LND LND = LT - ac 7.16 m

Volumen Real de Desarenador VRD VRD = ((LT*h2/2 + (h*LTD))*a 45.98 m3

Cantidad de Aire por Desarenador Sp 1 Sp1 = Ta*Lt 25.98 CFM

103.92 CFM

176.57 m3/h

51.96 CFM

88.28 m3/h

Relacin profundidad/ancho h/a debe estar entre (1.50 - 2.0) 1.82 m/m

SPT = SP1*NdSPTRequerimiento Total de Aire

Fs = SPT/NsFsFlujo de soplador

Caudal de cada desarenador q q = Qmax/(1000*ND)

2 Desarenador

3 Medidor de flujo

4 Reactores en medio suspendido





Coeficiente caudal mximo diario K1 1.3

Coeficiente caudal mximo horario K3 1.8

Datos de diseno Smbolo Unidad Valor Rangos Referencia

CALIDAD DE AGUAS RESIDUALES:

Demanda Bioqumica de Oxigeno Afluente So mg/l 450

Slidos Suspendido Totales Afluente Xo mg/l 495

Nitrogeno Kjendahl TKNi mg/l 68.67

Relacin de VSS/SST Xv/Xo % 80%

Relacin SSF/SST Xf/Xo % 20%

Relacin VSS inerte Xi/Xv % 30%

Temperatura del agua T oC 27.00 19 - 27 Datos EOMPTAR

Elevacin E msnm 20

Demanda Bioqumica de Oxigeno Efluente Se mg/l 30

Slidos Suspendido Totales Efluente Xe mg/l 30

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE TANQUES DE AIREACION DEL PROCESO DE AIREACION EXTENDIDA


PARAMETROS DE DIMENSIONES

Carga volumtrica CV kg/m3.d 0.36 0.2 - 0.4 WEF

Nmero de Tanques Nt Unid. 5.00

Forma del tanque

Profundidad del tanque H m 5.00

Borde Libre BL m 0.50

Ancho del tanque A m 60.00

COEFICIENTES CINETICOS

Factor de decaimiento endgeno (20 oC) Ke d-1 0.060 0.05 - 0.06 WEF

Factor de crecimiento celular Y 0.40 0.30 - 0.50 WEF

Fcator de DBO ltima DBOu 0.68

Factor de crecimiento mximo Umax d-1 0.45 0.45 WEF

Factor de seguridad x nitrificacin Fsnit 1.50

Edad de lodos qc das 20.00 20 - 30 WEF

RECTANGULAR


DATOS AMBIENTALES

Concentracin de saturacin de O2 en agua limpia (20 oC y 1 atm)

CST O2 9.02

Concentracin de O2 en el reactor Ci mg/l 2

Relacin entre la transferencia de O2 en el agua

servida y el agua limpia, varia entre 0.85 cuando el

agua servida contiene grasas que dificulta la

transferencia y 0.94. Valor conservador 0.85

a 0.9 (0.85 - 0.94)

Relacin entre la concentracin de saturacin de

oxigeno de las aguas servidas y la del agua limpia.

Varia entre 0.90 y 0.97, adoptndose el valor ms

conservador 0.90

0.92 (0.90 - 0.97)

Rendimiento de airerador (fabricante) a condiciones

estdar (20 oC y 1 Atm)N20 kg O2/Kwh 1.8

Potencia de aireador Pair HP 75

Factor de servicio Fs 1.12

Slidos suspendidos en el retorno de lodos Xr mg/l 10000.00

Peso especifico Pe kg/m3 1003.40


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad Observacion

DIMENSIONES DEL TANQUE

Carga orgnica de ingreso Corg Corg = Qd*So*0.0864 16926 kg/m3.d

Volumen total de tanques Vol Vol = Corg/Cv 47018 m3

1.25 dia

30.00 hora 18 - 36

Volumen de tanque de aireacin Vt Vt= Vol/Nt 9404

Area del tanque At At = Vt/H 1881

Profundidad total del tanque Ht Ht = H + BL 5.50

Largo del tanque L L = At/A 31

Factor de decaimiento endgeno (27 oC) Ket Ket=Ke*(1.04)(T-20)

0.079

Edad de lodos mnimo (95% remoci. DBO

soluble y nitrificacin)qcmin qcmin=K1*K3*Fsnit/(Umax*e(0.098*(T-15)))

2.406 das

Periodo de retencin Pd Pd = Vol/(Qp*86.4)


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad

REQUERIMIENTO DE OXIGENO

Requerimiento de oxigeno por DBOAOR (DBO)

AOR DBO = (Qp*0.0864*(So-Se)*(1+(Ket*qc)-1.42*Y)/(1+(qc*Ket)*24*DBOu)1189 kg/h

NTK removido por nitrificacin NTK remov NTK remov = 0.2*TKNi 14 mg/l

NKT remanente NTK exist NTK exis = NTKi - NTKrem 55 mg/l

Requerimiento de oxigeno por NTK AOR (NTK) AOR (NTK) = 4.57*NTKexis*Op*0.0864/24 393 kg/h

Requerimiento total de oxigeno AOR (total) AOR Total = AOR TKN + AOR DBO 1583 kg/h

CALCULO DE AIREADORES

Concentracin de saturacin de O2 a nivel

del mar y temperaturaCSW (Tx) Csw(Tx) = 14.652-0.410022T+0.007991T2-0.000077774T3 7.88

Presin atmosferica a niveld e PTAR Patm Patm= 760*e(-E/8000) 758

Presin de vapor del agua a T de diseno Pvapor Pvapor = e(1.52673+0.07174*T-0.000246T*T) 26.69

Factor de correccin por presin y altura Fc1 Fc1 = (Patm - Pvapor)/(760-Pvapor) 0.997

Concentracin de saturacin de O2 a nivel

de PTARCsw'(TX) Csw'(TX) = Csw(Tx)*Fc1 7.86

Factor de correccin a nivel de PTAR Fc2 Fc2 = a*(Csw'* - Ci)*1.024(T-20)/Cst O2 0.62

Rendimiento de airerador real a nivel de

PTARNc Nc = N20*Fc2 1.11 kg O2/Kwh

1428 kW

1915 HP

Potencia de aireadores real Ptair Ptair = Fs*Ptot 2145 HP

Nmero de aireadores Nair Nair=Ptair/Pair 29 Unidad

Densidad de energa Dw Dw=Ptot/Vol 0.04 W/m3

Relacin de oxigeno/DBO removido O2/DBO rem. O2/DBO rem. =AORtotal*24*Fs/(Qp*(So-Se)*0.0864) 2.69kg O2/g DBO

rem

Ptot=AORtotal/NcPtotPotencia Total


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad Observacion Referencia

CALCULO DE SOLIDOS EN EL TANQUE DE AIREACION

Slidos suspendidos no voltiles Zio Zio = Xo*(Xf/Xo) 99 mg/l

Slidos suspendidos no voltiles

biodegradablesZno Zno=Xo*(Xv/X)*(Xi/Xv) 119 mg/l

Slidos suspendidos licor mezclado SSLM SSLM=qc/Pd((Y*(So-Se)/(1+Ket*qc))+Zio+Zno) 4527 mg/l 3000 - 6000 WEF

Slidos voltiles en el licor mezclado SSVLM SSVLM=SSLM*(Xv/X) 3622 mg/l

Relacin F/M F/M F/M = (Qp*So*86.4)/(Vol*SSVLM) 0.10kg DBO/kg

SSVA.d(0.05 - 0.15) WEF

CALCULO PRODUCCION DE LODOS

Produccin de lodos Plodo Plodo=0.0864*Q*((Y*(So-Se)/(1+*qc))+Zio+Zno) 8518 kg/d

Flujo de lodos Qlodos Qlodos =(Plodos*106)/(Xr*Pe) 849 m3/d

Relacin de reciclado r r =100*XV.a/(XV.u - XV.a) 82.72 % 50 - 150

CAPACIDAD DE BOMBA DE RECIRCULADO

96.6875 l/s

1533 gpm

348 m3/h

Altura dinmica a bombear a prdida de H Aproximado 16.50 m

Potencia de la bomba HP 35.45 HP

Qr=Qd*r/100QrCaudal de recirculado

5 Sedimentacin secundaria






Nmero de clarificadores Nc 4

l/s 340

m3/d 29374

Slidos voltiles en el licor mezclado SSVLM mg/L 4442

Relacin de SSV/SST Xv/Xo % 80%

Slidos Suspendido Totales Efluente Xe mg/L 30

Carga hidraulica promedio ( Clarificadores

secundarios) y sediemtacin despues del

proceso de lodos activados por aireacin

extendida

Csprom m3/m2/d 16.3 8.2 - 16.3

Carga hidraulica pico ( Clarificadores

secundarios)Csmax m3/m2/d 32.6 32.6

Profundidad (clarificadores circulares) H m 4.50 3.7 - 4.6

Borde libre BL m 0.50

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE CLARIFICADORES SECUNDARIOS

Referencia 1 y 4

Caudal de recirculacin de lodos (RAS) Qras


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad

Caudal promedio por clarificador Qc Qc = Qdiseno/Nc 106.34 L/s

Caudal mximo por clarificador Qmc Qmc = Qmx / Nc 191.41 L/s

Area promedio Aprom Aprom= Qc/Csprom 563.65 m2

Area mxima Amax Amax= Qmc/Csmax 507.29 m2

Dimetro promedio Dprom Dprom = (4*Aprom/p)0.5 26.79 m

Dimetro mximo Dmx Ds = (4*Amx/p)0.5 25.41 m

Dimetro seleccionado Ds 26.00 m

Volumen del clarificador Vc Vc = p * Ds2*H/4 2389.19 m3

Periodo de retencin Qprom (incluido

recirculacin)Tprom Tprom = Vc/(Qprom + Qras) 3.47 horas

Periodo de retencin Qmax (incluido

recirculacin)Tmx Tmx = Vc/(Qmax + Qras) 2.40 horas

Ingreso de slidos promedio a cada

clarificadorCL prom CL prom=SSLM*Qc*0.0036 1700.57 kg/h

Carga de slidos (flujo promedio) Lprom L prom = CL prom * 4/(Ds2*p)*24 76.87 kgSST/m2.d

Ingreso de slidos mximo a cada clarificador CL mx CL mx=SSLM*Qmc*0.0037 3061.03 kg/h

Carga de solidos( flujo pico) L mx L prom = CL prom * 4/(Ds2*p)*24 138.37 kgSST/m2.d

6 Sistema de cloracin





Coliformes Termotolerantes en el

AfluenteCTTA NMP/100ml 1.70E+08


efluente del tanque de aireacinNo NMP/100ml 1.70E+06


EfluenteN NMP/100ml 1.00E+03

Tiempo de retencin T min 25 15 - 45

Tiempo de retencin en caudal

puntaTp min 15 15

Demanda de cloro DCl mg/l 3Se debe evaluar en

laboratorio

Tasa de flujo de extraccin de cloro

gas en cilindro de 1 ton.TCl kg/d 181

En condiciones normales de

temperaturaInstituto del cloro

Nmero de cloradores Nc Unidad 3

Nmero de camaras de contacto de

cloroNb Unidad 2

Altura de agua H m 1.8


Ancho de canales de cloracion w m 1.6

Nmero de canales N 12

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE EQUIPOS DE CLORACION Y CAMARA DE CONTACTO DE CLORO

Metcalf & Eddy


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad Observacion Referencia

DISENO DE CLORADORES

Cloro residual CR CR= (1/(0.23*T)*((No/N)1/3

- 1)) 1.90 mg/L

Dosis de cloro D D = CR + DCl 4.90 mg/L 2 - 8

Dosis de cloro para

efluente de lodos

activados (R.S. Ramalho y

Metcalf & Eddy).

14 kg/h

324 kg/d

30 Lb/h

715 Lb/d

Consumo promedio de cloro C C =Qprom*D 180 kg/d

1.00 Unidad

1.00 Unidad Sugerido

Nmero de cilindros

instalados(operando +

stand by)

Ncinst 2.00 Unidad Sugerido

NC=P/TClNcNmero de cilindros

operando

P = Qmax*DPCapacidad de cloradores


Parmetro Simbolo Unidad Datos

Dosis de Cloro D mg / L 8.00

Caudal de Mximo de

TratamientoQ L / Seg 765.00

Parmetro Simbolo Unidad Criterio Resultado

Kg / Hora C=D*Q*0,0036 22.03

Kg / Da C=D*Q*0.0864 529

Lb / Hora C=D*Q*0,0079 48.57

Lb / Da C=D*Q*0.19048 1166

Clculo de los Dosificadores de Cloro

Ingreso de datos

CDosificacin de coagulante


Diseno Smbolo Criterio Valor Unidad Observacion

CAMARA DE CONTACTO DE CLORO

V=Qprm*T*60/1000 638 m3 Volumen a caudal

promedio

V=Qmx*Tp*60/1000 689 m3 Volumen a caudal pico

Volumen de cmara de contacto Vc Vc=V/Nb 345 m3

Volumen de zona de vueltas de

camaraV1 V1 =(N/2)* p*(2*w)2/4*H 87 m3

Volumen de zona recta de cmara V2 V2=Vc-V1 258

Volumen de canal en camara Vcan Vcan=V2/N 21

Longitud de canal recto de camara L L=Vcan/(w*H) 7.5 m

Area de perimetro mojado Ac Ap=H*W 2.88 m2

Longitud total de canales de

cloracionLc Lc=Vc/Ac 120 m

Relacin L/w Lc/w 75 40 - 70

Relacin H/w H/w 1.1 0.8 - 1.0

VVolumen de total cmara de

contacto

7 Tratamiento de lodos Espesador de lodos



Flujo de diseo: Qdiseno m3/h 1531 l/s 425.35

Datos de diseo Smbolo Unidad Valor Rangos Referencia

Produccin de lodos Plodos kg/d 8518

Concentracin de lodos C % 0.85

Peso especifico de lodo Pe kg/m3 1003.4

Caudal de lodos Qlodos m3/d 849

Nmero de espesadores Ne 2

Carga de slidos Cs kg/m2.d 35 25 - 40 WEF

Altura del espesador H m 4.00

Borde libre BL 0.50

Concentracin de lodos espesados Ce % 2 1.5 - 2.5 WEF

Eficiencia de captura de slidos E % 90

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE ESPESADORES POR GRAVEDAD


Diseo Smbolo Criterio Valor Unidad

Caudal promedio de espesador QespQesp=Qlodos/Ne 424 m3/d

rea de espesador A A = Plodos/(Cs*Ne) 121.69 m2

Dimetro espesador DDprom = (4*A/p)0.5

12.45 m

Dimetro seleccionado Ds 12.00 m

Volumen de cada espesador V V = p * Ds2*H/4 453.02 m3

Tiempo de retencin TT=V/Qesp*24

25.61 horas

Peso especifico de lodo espesado Pes Pes=(Ce*1400/100)+(100-Ce)*1000/100 1008.00 kg/m3

Lodos espesados Lesp Lesp=Plodos*E/100 7666.30 kg/d

Caudal total de lodos espesados QLesp QLesp=Lesp/(Pes*Ce) 380.27 m3/d

8 Tratamiento de lodos Digestor aerobio


Concentracin de lodos espesados Lesp kg/SST.d 15333

Concentracion de lodos espesados Ce % 2

Peso especifico Pe kg/m3 1008

Caudal de lodos espesados Qlodos m3/d 761 Dato vinculado

% slidos suspendidos voltiles en lodos

espesados %SSV % 75.00

Slidos suspendidos volatiles en lodos

espesados SSVesp kg/d 11499

Slidos suspendidos fijos en lods espesados SSFesp kg/d 3833

Cantidad de espumas Lnat kg/SST.d 50.00

Concentracin de espumas y natas Cnat % 3.00

Peso especifico de espumas Pnat kg/m3 1012.00

Caudal de espumas Qnat m3/d 1.65

% slidos suspendidos voltiles en espumas %SSV % 93.00

Slidos suspendidos volatiles en espumas SSVnat kg/d 46.50

Slidos susoendidos fijos en espumas SSFnat kg/d 3.50

Nmero de digestores aireados Nt Unidad 1.00

Periodo de retencin Qp horas 5.00

Altura del tanque H m 4.00


Relacin Largo/ancho R

Largo de digestor L m 6.00

Tasa de aire requerido para el digestor Ta SCFM/1000 pie3 30.00 30 WEF

Nmero de sopladores Ns Unidad 1.00

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE DIGESTOR AEROBIO

8 Tratamiento de lodos Digestor aerobio


Caudal promedio Qp Qp=Qlodos + Qnat/Nt 762.20 m3/d

Volumen de digestor V V = Qp/Pd 152.44 m3

Area de digestor A A=V/H 38.11 m2

a=A/L 6.35

ancho seleccionado 5.90

Volumen real de digestor Vr Vr = H*a*L 141.60 m3

Solidos suspendidos voltiles en el lodo

aireadoSSVa SSVa=SSVesp + SSVnat 11545.95 kg/d

Solidos suspendidos fijos en el lodo aireado SSFa SSFa = SSFesp +SSFnat 3836.65 kg/d

Solidos suspendidos totales en el lodo

aireadoSSTa SSTa = SSVa + SSFa 15382.60 kg/d

Peso especifico Pe Pe = (Ce*1400/100)+(100-Ce)*1000/100 1008.00 kg/m3

Caudal total de lodos aireados Qlair Qlair = SSTa*100/(Pe*Ce) 763.03 m3/d

150.02 Scfm

254.88 m3/h

Numero de sopladores Nst (1 operacion + o1 stand by) 2.00

Ca=Ta*Vol/(1000*(0.3048)3CaFlujo de aire soplador

Ancho de digestor a m

9 Tratamiento de lodos Centrifugas


Lodo procedente de tanque aireado Lod kg/SST.d 15383 Vinculo

Concentracin de lodos C % 2

Caudal de lodos Qlodos m3/d 763

Das de produccin de lodos Dp dias 7.00

Horas de produccin de lodos\ Hp horas 24.00

Dias de operacin de centrifugas Dop dias 7.00

Horas de operacin de centrifugas Hop horas 7.00

Nmero de centrifugas Nc Unidad 2.00

Concentracin de lodos deshidratados Cdesh % 20.00

% de eficiencia de centrfugas E % 95.00

CALCULO DE LAS DIMENSIONES PARA SELECCION DE TAMANOS DE CENTRIGUGAS PARA DESHIDRATACION DE LODOS



Tiempo de produccin semanal Tp Tp=Dp*Hp 168 hora/semana

Tiempo de operacin semanal Top Top=Dop*Hop 49 hora/semana

Lodos a centrifugar Qcent Qcent= Qlod*Tp/(Top*24) 109 m3/h

Capacidad de centrifugas Qu Qu=Qcent/Nc 55 m3/h

Peso especfico Ped Ped=(Cdesh*1400/100)+(100-Cdesh)*1000/100 1080 kg/m3

Lodos deshidratados total Ldesh Ldesh=Lod*E/100 14613 kg/d

Volumen de lodos deshidratados total Vdesh Vdesh=Ldesh*100/(Ped*Cdesh) 68 m3/d

10 Tratamiento de lodos Dosificador de polmero


Capacidad de Dosificador de Polimero

Dosis de Producto Qumico D kg/m3 1.00

Consumo de CoagulanteC

Kg / Hora C=D*Qcent 54.50

Caudal de Bomba q L / Hora q=C/d 54.50

10 Tratamiento de lodos Dosificador de polmero

11 Tratamiento de lodos Lechos de secado


Caudal total de lodos Qlodo m3/d 763.03

Porcentaje de Caudal de lodos a secar en eras %ls % 20.00

Concentracin de slidos en el lodo Cs kg/m3 20.00

Concentracin de slidos en el lodo seco Csc kg/m3 400.00 301 - 600

Das anuales de produccin de slidos T d/ao 365.00

Carga de slidos media annual Csa kg/m2.ao 100.00 50 - 125

Espesor de la capa de lodos fresco en eras e m 0.40 0.20 -0.40

Poblacin equivalente servida Peq habitantes equivalentes 63148.40

Nmero de eras de secado Ne unidad 16.00

Relacin longitud/ancho de eras R 1.80

Dosis de polielectrolito D kg/ton materia seca 3.50 3.0 - 6.0

CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE ERAS DE FANGO

Diseo Smbolo Criterio Valor Unidad Rango

152.61 m3/d

55701 m3/ao

Ss=Q*Cs 3052 kg/d

Ssa=Ss*Csa 1114018 kg/ao

Superficie requeridas en eras A A = Ssa/Csa 11140 m2

Longitud de eras L L = (A/Ne)*R)0.5 35 m

Ancho de era a a=L/R 20 m

Nmero de ciclos de secado anuales Nciclos Nciclos=Q/(A*e) 12.5 3 - 12

Superficie de era por habitante

equivalenteA/hab A/hab=A/Peq 0.18 m2/hab 0.1 - 0.5

Volumen annual de la torta de lodos

secoVa Va=Ssa/Csc 2785.04 m3/ao

Consumo de polielectrolito Pp Pp=(D/1000)*Ss 10.68 kg/d

Slidos a secar en eras Ss

Q=Qlodo*%ls/100QCaudal de lodos a secar


sesión_06_diseno de ptar

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