Diseño de Lodos activados

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SSHH INODOROS LAVATORIOS DUCHAS URINARIOS UNIDADES DE DESCARGA 4 2 2 4 COMEDOR 5 4 6 2 PTA VENTAS 22 24 3 2 OF FINANZAS 2 2 0 1 BAÑO PUETA2 4 3 0 2 DPTO REFINACIÓN 7 7 0 2 OF GERENCIA 7 7 4 0 LAB Y OF OPERACIÓN 1 1 1 0 OFICINAS 2 2 2 1 GENERADOR ELECTRICO 2 2 0 1 TALLER Y OF MTTO E INSPEC 5 3 4 0 TALLER Y OF MTTO E INSPEC 2 2 2 2 0 SALA DE CONTROL 3 3 3 1 LOGISTICA 4 4 3 1 SSHH CONTRATISTA 4 5 5 1 CASETA DE CONTROL 2 2 0 0 OF DE SEGURIDAD 6 5 4 2 TOTAL 78 76 37 16 TOTAL UD 312 152 74 64 DE ACUERDO A LA TABLA DE GASTOS PROBLALBES LE CORREPONDE UN CAUDAL DE 600 5.34 lps 602 5.36 lps 650 5.85 lps Q diseño= 6 lps

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Page 1: Diseño de Lodos activados

SSHH

INODOROS LAVATORIOS DUCHAS URINARIOSUNIDADES DE DESCARGA 4 2 2 4COMEDOR 5 4 6 2 48PTA VENTAS 22 24 3 2 150OF FINANZAS 2 2 0 1 16BAÑO PUETA2 4 3 0 2 30DPTO REFINACIÓN 7 7 0 2 50OF GERENCIA 7 7 4 0 50LAB Y OF OPERACIÓN 1 1 1 0 8OFICINAS 2 2 2 1 20GENERADOR ELECTRICO 2 2 0 1 16TALLER Y OF MTTO E INSPEC 5 3 4 0 34TALLER Y OF MTTO E INSPEC 2 2 2 2 0 16SALA DE CONTROL 3 3 3 1 28LOGISTICA 4 4 3 1 34SSHH CONTRATISTA 4 5 5 1 40CASETA DE CONTROL 2 2 0 0 12OF DE SEGURIDAD 6 5 4 2 50

TOTAL 78 76 37 16TOTAL UD 312 152 74 64 602

DE ACUERDO A LA TABLA DE GASTOS PROBLALBES LE CORREPONDE UN CAUDAL DE

600 5.34 lps602 5.36 lps650 5.85 lps

Q diseño= 6 lps

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DISEÑO DE MEZCLA COMPLETA

Datos de diseño:

Caudal de diseño 6 l/s = 518.40 Sólidos Suspendidos SSLM en el reactor 3,500.00 mg/l Solidos suspendidos volatiles SSVLM en el reactor 2,800.00 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 250.00 mg/l Demanda quimica de oxigeno DQO 350.00 mg/l Sólidos Suspendidos S.S. 350.00 mg/l Sólidos totales (103ºC) S.T. 1,200.00 mg/l Sólidos Totales Volatiles S.T.V. 960.00 mg/l Residuo Fijo (650ºC) R.F. 70.00 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 1.155

Verano Para 23.6 ºCko 3.971 dia-1

Km 40.377 mg DBO/l

Invierno Para 17.25 ºCko 1.591 dia-1

Km 16.171 mg DBO/l

θc 11 diasTd 0.25 dias (6horas)

F=(Km(1+Keθc)/(θc(yKo-Ke-1)) S=F

Verano Para T= 13.672 mg DBO/l

Invierno Para T= 27.723 mg DBO/l

Verano Para T= 941.014 mg SSV/l

Invierno Para T= 885.065 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)

D9
Base e
D10
verano 23.6ºC
D15
tabla 3.16. composicion tipica del agua residual domestica bruta
D16
del muestreo
A26
cte cinetica. Maxima tasa de remocion de sustrato
A27
constante cinetica de saturacion
C27
mg DQO/l
A28
coeficiente de produccion
A29
coeficiente endogeno
A30
coeficiente de actividad
B30
<1.00-1.03>
A40
edad de lodos
B40
valor asumido fundamentado en la tesis
A41
tiempo de retencion
B41
valor asumido
A43
Sustrato organico
A49
biomasa
Page 3: Diseño de Lodos activados

Aplicando directamente la ecuacion

PX= QY(Fo-F`)/(1+Keθc)*(1+0.1Keθc+Xii)

F`= (1-0.90)*Fo 25 mg DBO/l

Px = 8.72 gr/s

Px = 752997.86 gr/dia

Px = 753.00 kg/dia

Forma segregada

a) SSV/l BIOLOGICOS

X= θcY(Fo-F)/ (Td(1+Ke*θc)X= 895.907 (BIOLÓGICOS)

b) SSV/l ENDÓGENOS

Xe=0.1*KeXθcXe= 302.449 (ENDOGENOS)

c) SSV/l INERTES

Xi=Xiiθc/TdXi= 3080.000 (INERTES)

d) SSV/l TOTALES

XT= X+Xe+XiXT= 4278.356 mg SSLM/l

Volumen del aireador

V=Td*QoV = 129.600 m3

Px=V*XT/θcPx= 50.407 Kg/día

Fracción viable "r"

r=X/XTr = 0.209

Empleando ecuaciones de produccion

a) Lodos biológicos

dX/dt=y*dF/dt - KeXdX/dt= 81.446 mg SSV/l/día

b) Lodos endógenos

dXe/dt=0.1KeXdXe/dt= 27.495 mg/l/día

B74
BIOLOGICOS
B79
ENDOGENOS
B84
INERTES
A107
dX/dt = tasa de aumento de la biomasa
Page 4: Diseño de Lodos activados

c) Lodos inertes

dXi/dt=Xii/tddXi/dt= 280.000 mgSSF/l/día

d) Solidos totales

dXT/dt=dX/dt+dXe/dt+dXi/dtdXT/dt= 388.941 mg/l/día

PX=VdTX/dtPXt= 50406.817 g/día

50.41 Kg/día

1. TANQUE DE AIREACIÓN

F(SOLUBLE)= 13.672

F(TOTAL)= F(SOLUBLE)+F(SSV efluente)

F(TOTAL)= 27.672 mgDBO5/l

Calculo del tiempo de retencionXT= 4278.356

X= 895.907 Con una carga max de 50%

Fo= 375

Td=θcy(Fo-F)/(X(1+Ke+θc)Td= 0.40 dias

9.64 horas

Volumen del reactor

V=Qo*TdV= 208.125 m3

Producción de lodos (calculada anteriormente)PX= 50.407 Kg/día

Calculo del oxigeno requerido

Xb=0.28XT

∆XT/V= 67.815 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)= 542.76 mgDBO/l

DISEÑO DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

B133
VINE DE F VERANO
B137
se considera 0.70*20
Page 5: Diseño de Lodos activados

dF/dT=(Fu-F)/TddF/dT= 1317.853 g/m3/día

∆O2= 250.21 KgO2/día

Caudal de retorno

R= XT*IVL/(10^5-XT*IVL)R= 0.75

Qr=RQQr= 4.49 l/s

Caudal de desecho

Qw=Q/(X-Xeflu)(((V*X/(86400*θc*Q))-Xeflu)Qw= 0.087 m3/dia

Carga Volumetrica

Cv (máx)= Fmax*Q/VCv (máx)= 0.934 KgDBO/m3/día

Cv = Fo*Q/VCv= 0.623 KgDBO/m3/día

Cv = (Fo-F)*Q/VCv= 0.589 KgDBO eliminada/m3/día

Relación F/MF/M =Fo/(X*Td)

F/M = 0.695 KgDBO5/KgSSV/día

F/M max=F/(X*Td)F/M max= 1.043 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= 83.25 m2

La relación largo/ancho entre 1 a 2

L/B= 2.00

L= 12.90 mB= 6.45 m

L dis = 12.90 mB dis = 6.50 m

2. MECANISMO DE AIREACION0.25m debajo de la superficie

Eficiencia= 2 kg.O2/Kw-hr

0.85 <0.8-0.85>α 20ºC=

A176
de donde sale??
A180
IVL= Va/SSLM*1000 =100
A200
relacion alimento/microorganismos. FM=
B225
asumida,buscar eficiencia para este caso.
Page 6: Diseño de Lodos activados

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= 4.605 kwP= 6.172 HP

3. TANQUE CLARIFICADOR

Criterios:

Carga superficial pico= 58

Carga superficial promedio= 16

Area requerida (A req.)Areq=Q/CSP

Areq= 32.40Proponiendo un tanque de seccion rectangular, de 3 m de altura

h= 3 mLongitud de lado (L)

B= 3.20 m

Ldis= 5.06

Volumen del tanque clarificadorV = A*h

V= 97.2

La profundidad de la capa de lodos es:

Masa de solidos en el clarificador = 267.13 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 = 16,861.76 mg/lR= 0.34

concentracion = (XT+Xr/2)Concentracion = 10,570.06 mg/l

d = 0.78 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)

B230
verano
B247
cambiar o verificar
B248
cambiar o verificar
B272
consultar
Page 7: Diseño de Lodos activados

Caudal de desecho Qw= 0.087 m3/dia

caudal de desecho θc =11dias 0.957 m3

Volumen total a disponer, tiempo de secado 33 dias 2.87 m3

Dimensiones del lecho de secado

considerando una altura de 0.20mA= 14.35 m2L= 6.00 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 9.64 horasEdad de lodos 11 diasCarga volumetrica

Cv (max) = 0.934Cv = 0.623Cv = 0.589

Remocion de DBO 92 %Concentracion de solidos en suspension volatiles en el tan 2,800.00 mg SSVLM/lCarga de la masa

F/M = 0.695 kg DBO/kg SSVLM.diaF/M max = 1.043 kg DBO/kg SSVLM.dia

Tasa de recirculacion o tasa de retorno 75 %

kg DBO/m3/diakg DBO/m3/diakg DBO eliminada/m3/dia

B310
E=(250-20)/250*100
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2.623636363636360.03036616161616