Post on 03-Nov-2014
DISEÑO DE MEZCLA COMPLETA
Zona: Caqueta
Datos de diseño:
Caudal de diseño 4.5 l/s = 388.80 Sólidos Suspendidos SSLM en el reactor 4,500.00 mg/l Solidos suspendidos volatiles SSVLM en el reactor 3,600.00 mg/l Coeficiente de reacción a 20ºC, Kd 0.29 1/d Coeficiente de temperatura, K (Oc) 0.15
Caracteristicas del afluente: Demanda bioquimica de oxigeno (20ºc, 5 dias) 100.00% DBO 308.90 mg/l Demanda quimica de oxigeno DQO 610.40 mg/l Sólidos Suspendidos S.S. 54.00 mg/l Sólidos totales (103ºC) S.T. 16,050.00 mg/l Sólidos Totales Volatiles S.T.V. 12,840.00 mg/l Residuo Fijo (650ºC) R.F. 10.80 mg/l Temperatura media 18.00 ºC
1. SELECCIÓN DE LA EDAD DE LODOS Ecuacion De Lawrencw y McCarty Coeficientes a 20ºC
ko 2.364 dia-1Km 24.035 mg DBO/l
γ 0.396 mg SSV/mg DQOKe 0.3069 dia-1
θ 1.047
Verano Para T= 28 ºCko 3.414 dia-1
Km 34.707 mg DBO/l
Invierno Para T= 14.5 ºCko 1.836 dia-1
Km 18.670 mg DBO/l
θc 15 diasTd 0.13 dias (3horas)
F=(Km(1+Keθc)/(θc(yKo-Ke-1)) S=F
Verano Para T= 13.254 mg DBO/l
Invierno Para T= 19.724 mg DBO/l
Verano Para T= 2507.203 mg SSV/l
Invierno Para T= 2452.334 mg SSV/l
2. CONCENTRACIÓN DE SOLIDOS SUSPENDIDOS EN EL REACTOR
m3/d
APLICACIÓN DE LOS MODELOS PARA LODOS ACTIVADOS COMPLETAMENTE MEZCLADOS
X= (θcγ/Td)*(Fo-F)/(1+Keθc)
Aplicando directamente la ecuacion
PX= QY(Fo-F`)/(1+Keθc)*(1+0.1Keθc+Xii)
F`= (1-0.90)*Fo 31 mg DBO/l
Px = 1.08 gr/s
Px = 93653.79 gr/dia
Px = 93.65 kg/dia
Forma segregada
a) SSV/l BIOLOGICOS
X= θcY(Fo-F)/ (Td(1+Ke*θc)X= 2357.640 (BIOLÓGICOS)
b) SSV/l ENDÓGENOS
Xe=0.1*KeXθcXe= 1085.340 (ENDOGENOS)
c) SSV/l INERTES
Xi=Xiiθc/TdXi= 1296.000 (INERTES)
d) SSV/l TOTALES
XT= X+Xe+XiXT= 4738.979 mg SSLM/l
Volumen del aireador
V=Td*QoV = 48.600 m3
Px=V*XT/θcPx= 15.354 Kg/día
Fracción viable "r"
r=X/XTr = 0.497
Empleando ecuaciones de produccion
a) Lodos biológicos
dX/dt=y*dF/dt - KeXdX/dt= 157.176 mg SSV/l/día
b) Lodos endógenos
dXe/dt=0.1KeXdXe/dt= 72.356 mg/l/día
c) Lodos inertes
dXi/dt=Xii/tddXi/dt= 86.400 mgSSF/l/día
d) Solidos totales
dXT/dt=dX/dt+dXe/dt+dXi/dtdXT/dt= 315.932 mg/l/día
PX=VdTX/dtPXt= 15354.293 g/día
15.35 Kg/día
1. TANQUE DE AIREACIÓN
F(SOLUBLE)= 13.254
F(TOTAL)= F(SOLUBLE)+F(SSV efluente)
F(TOTAL)= 27.254 mgDBO5/l
Calculo del tiempo de retencionXT= 4738.979
X= 2357.640 Con una carga max de 50%
Fo= 463.35
Td=θcy(Fo-F)/(X(1+Ke+θc)Td= 0.20 dias
4.86 horas
Volumen del reactor
V=Qo*TdV= 78.683 m3
Producción de lodos (calculada anteriormente)PX= 15.354 Kg/día
Calculo del oxigeno requerido
Xb=0.28XT
∆XT/V= 54.639 g/día/m3
∆O2= VdO2/dt= V(dF/dt-1.42dX/dt)
La Fu (DBOu)
y5=L(1-2.303^(-kt))
L=y5/(1-2.303^(-kt))Fu(DBOu)= 670.63 mgDBO/l
DISEÑO DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
dF/dT=(Fu-F)/TddF/dT= 3248.330 g/m3/día
∆O2= 238.03 KgO2/día
Caudal de retorno
R= XT*IVL/(10^5-XT*IVL)R= 0.90
Qr=RQQr= 4.05 l/s
Caudal de desecho
Qw=Q/(X-Xeflu)(((V*X/(86400*θc*Q))-Xeflu)Qw= 0.023 m3/dia
Carga Volumetrica
Cv (máx)= Fmax*Q/VCv (máx)= 2.290 KgDBO/m3/día
Cv = Fo*Q/VCv= 1.526 KgDBO/m3/día
Cv = (Fo-F)*Q/VCv= 1.461 KgDBO eliminada/m3/día
Relación F/MF/M =Fo/(X*Td)
F/M = 0.647 KgDBO5/KgSSV/día
F/M max=F/(X*Td)F/M max= 0.971 KgDBO5/KgSSV/día
Dimensiones del tanque de aireación
La profundidad del tanque varia entre 1.5m a 3.5m (+0.40 de borde libre)H= 2.5 m
A=V/HA= 31.47 m2
La relación largo/ancho entre 1 a 2
L/B= 2.00
L= 7.93 mB= 3.97 m
L dis = 8.00 mB dis = 4.00 m
2. MECANISMO DE AIREACION0.25m debajo de la superficie
Eficiencia= 2 kg.O2/Kw-hr
0.85 <0.8-0.85>α 20ºC=
βCs,s= 13.03
CL= 2
9.02T= 23.6 ºC
Potencia requerida del aireador
RT (real)= 2.264 Kg.O2/Kw-hrOxigeno transferido por diaO2 transferido/dia =RT (real)*24
O2= 54.339 Kg.O2/Kw-dia
Potencia total requerida
P= 4.380 kwP= 5.872 HP
3. TANQUE CLARIFICADOR
Criterios:
Carga superficial pico= 58
Carga superficial promedio= 16
Area requerida (A req.)Areq=Q/CSP
Areq= 24.30Proponiendo un tanque de seccion rectangular, de 3 m de altura
h= 3 mLongitud de lado (L)
B= 1.95 m
Ldis= 6.23
Volumen del tanque clarificadorV = A*h
V= 72.9
La profundidad de la capa de lodos es:
Masa de solidos en el clarificador = 111.86 kgMasa = A*d*concentracion
XT= 6,302.36 mg/lPor balance de masas: Qef Xef + Qr Xr = (Q + Qr)X, Xef ≈ 0
Xr = XT/R + XT = 18,677.15 mg/lR= 0.34
concentracion = (XT+Xr/2)Concentracion = 11,708.07 mg/l
d = 0.39 mNo debe permitirse que los solidos sedimentados permanezcan alli pormas de 30 minutos
LECHO DE SECADO
mgO2/l
mgO2/l
C20= mgO2/l
RT(real) o N = RT(referencia)α 20ºC*1.024(T-20)*(βCs,s-CL/C20)
P=∆O2/O2 transf.
m3/m2/dia
m3/m2/dia
m2
m3
Masa de solidos en el clarificador = 0.30*Vreactor(m3)*XT(mg SSML/l)
Caudal de desecho Q 0.023 m3/dia
caudal de desecho θc =11dias 0.250 m3
Volumen total a disponer, tiempo de secado 33 dias V= 0.75 m3
Dimensiones del lecho de secado
considerando una altura de 0.20mA= 3.75 m2L= 1.50 mB= 2.50 m
CARACTERISTICAS ESPERADAS DEL ELFUENTE
DBO < 20 mg/lSST < 20 mg/lCOLIFORMES TOTALES < 3 E5COLIFORMES FECALES < 1.7 E5
RESUMEN
Periodo de retencion 4.86 horasEdad de lodos 15 diasCarga volumetrica
Cv (max) = 2.290Cv = 1.526Cv = 1.461
Remocion de DBO 94% %Concentracion de solidos en suspension volatiles en el tanque SSVL 3,600.00 mg SSVLM/lCarga de la masa
F/M = 0.647 kg DBO/kg SSVLM.diaF/M max = 0.971 kg DBO/kg SSVLM.dia
Tasa de recirculacion o tasa de retorno 90 %
kg DBO/m3/diakg DBO/m3/diakg DBO eliminada/m3/dia