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Guía para presentar examen extraordinario de Tratamiento de Aguas Residuales

1. ¿Cómo se miden los sólidos suspendidos? 2. Consulte en la bibliografía y explique en qué consiste el análisis de la demanda química

de oxígeno (DQO). ¿A qué se debe que los valores de la DQO son generalmente superiores a los de la DBO?

3. Los microorganismos patógenos no son únicamente bacterias. Mencione dos bacterias, dos virus y un protozoario (todos patógenos), que pueden encontrase en el agua residual. 6.!

4. En un laboratorio se hace la caracterización del agua residual para el diseño de una planta de tratamiento. Para la determinación de sólidos se lleva a cabo el siguiente procedimiento:

a. 200 ml de una muestra de agua residual bien agitada se pasan a través de un papel filtro colocado dentro de un crisol Gooch. El papel filtro y el crisol en conjunto tienen un peso de 25.349 g.

b. El crisol, papel filtro y sólidos retenidos pesan 25.654 g. c. 100 ml de filtrado (el agua que pasó a través del filtro en el paso 1), se vierten en

una cápsula de porcelana tarada a 275.419 g.d. La muestra del paso 3 se evapora hasta sequedad y se pesa la cápsula de

porcelana y el residuo obteniéndose como peso 276.227 g. e. Tanto el crisol Gooch del paso 2 como la cápsula de porcelana del paso 4 se

colocan en un dispositivo de calentamiento (llamado mufla) a 600 ºC durante una hora. Después de que se enfría, el peso del crisol es de 25.501 g y el peso de la cápsula es de 275.994 g.

! Determine lo siguiente:a) Los sólidos filtrables (mg/l) b) Los sólidos no filtrables (mg/l) c) Los sólidos totales (mg/l) d) La fracción orgánica de sólidos filtrables (mg/l) e) La fracción orgánica de los sólidos no filtrables (mg/l)

5. En una determinación de DBO, 6 ml de agua residual sin contenido de oxígeno disuelto se mezclan con 294 ml de agua de dilución que contiene 8.6 mg/l de oxígeno disuelto. Después de 5 días de incubación a 20 ºC, el contenido de oxígeno disuelto de la mezcla es de 5.4 mg/l. Calcule la DBO del agua residual.

6. La DBO5 a 20 ºC de un agua residual es 210 mg/l. ¿Cuál será la DBO última? ¿Cuál será la DBO a los 10 días? Si la muestra hubiera sido incubada a 30 ºC, ¿Cuál habría sido la DBO5 (k20ºC = 0.23 d-1)?

7. Se llevó a cabo el análisis de la DBO5 de una muestra de agua residual. Se esperaba que el valor de la DBO fuera de entre 50 y 350 mg/l, y las diluciones se prepararon de acuerdo con esta suposición. Se usaron botellas estándar de 300 ml. Los datos obtenidos son los siguientes:

UNAM FACULTAD DE INGENIERÍA

Profesor:Rodrigo Sepúlveda

Asignatura: Tratamiento de Aguas Residuales

Guía Examen Extraordinario

a. Determine la DBO5 del agua residual. b. Si se sabe que la tasa constante de reacción es 0.21 día-1 a 20 ºC, ¿cuál será la DBO5 si

la prueba se corre a 30 ºC?

8. PREGUNTAS CON RESPECTO A LA NOM-001a. ¿Qué se entiende por riego restringido y riego irrestricto? b. Con respecto a contaminantes patógenos, ¿Qué indicador se utiliza? c. ¿Qué son las condiciones particulares de descarga? d. ¿Cuáles son las obligaciones de los responsables de las descargas? e. ¿Qué sucede si el agua de abastecimiento presenta alguno o varios de los parámetros

considerados en la NOM?

9. PREGUNTAS CON RESPECTO A LA NOM-002f. ¿Cuáles son los parámetros considerados en esta norma? g. ¿En qué casos pueden ser adelantadas las fechas de cumplimiento a una empresa por

el municipio? h. ¿Cuáles son las obligaciones de los responsables de las descargas? i. ¿Qué sucede si el agua de abastecimiento contiene concentraciones de uno o varios

de los parámetros considerados en la NOM? j. ¿A quién corresponde la inspección y vigilancia de los drenajes pluviales y de

servicios?

10. PREGUNTAS CON RESPECTO A LA NOM-003k. ¿En qué criterio se basa el establecimiento de los límites máximos permisibles para

esta norma?l. ¿Qué entidad es la responsable de revisar el monitoreo de las aguas residuales

tratadas y que serán reusadas en servicios al público?m. ¿Cuáles son los parámetros considerados en esta norma?

11. PREGUNTAS CON RESPECTO A LA NOM-004n. ¿Cuál es el campo de aplicación de esta norma?o. ¿Cómo define esta norma a los lodos?

12. Una planta de tratamiento de aguas residuales municipales dispone su efluente en una corriente superficial. Las características del agua de río y del efluente son la siguientes:





a) Determine la concentración de oxígeno disuelto en el río después de dos días de transporte del desecho.

b) Determine la concentración mínima de oxígeno disuelto en el río como consecuencia de la descarga.

13. Las muestras siguientes se colectaron en una descarga de aguas residuales. Determinar los ml de cada muestra para integrar una muestra compuesta de 3 litros.

Tratamiento Primario

14.Diseñar un canal para rejilla de barras, a través de la cual pasarán los gastos máximo extraordinario, medio y mínimo siguientes: 424.8, 205.3 y 84.9 litros por segundo. El ancho de las barras será de menor magnitud que las aberturas entre ellas. Se dispondrá de un vertedor proporcional de manera que el tirante del escurrimiento sea proporcional al gasto. Supóngase una inclinación del emparrillado de 30° y barras de 6 mm de ancho.

15.¿Cuál es el propósito de remover la arena y cómo se logra?16.¿Qué se entiende por partículas discretas?17.Se construirá un desarenador tipo canal en una planta de tratamiento de aguas residuales

que procesa un gasto máximo extraordinario de 8 550 m3/d. La velocidad en el canal se mantendrá constante en 0.33 m/s mediante un vertedor proporcional colocado en el extremo de aguas abajo. Diseñe el canal considerando una relación profundidad:ancho igual a 1:1.5. La temperatura del agua es de 25ºC en verano y 15ºC en invierno; la velocidad de sedimentación de la partícula es de 0.0950 cm/s y su densidad de 2.05 g/cm3.





18.La figura que se muestra a continuación muestra los porcentajes de variación horaria con respecto al gasto medio que se presentan en el emisor de una localidad. Calcular el volumen del tanque de igualación considerando una población de proyecto de 15 000 habitantes con una dotación de 180 l/hab/día.

19.Un agua residual que tiene 250 mg/l de SS y 200 mg/l de DBO, se trata en un sedimentador de 500 m2 de superficie. El gasto a tratar oscila entre 10,000 m3/día y 30,000 m3/día. Estimar la DBO y SS del efluente para los gastos máximo y mínimo, así como la producción de lodos en cada caso. Suponer que el contenido de humedad del lodo es del 95%.

20.Una planta de tratamiento de aguas residuales debe procesar un gasto medio de 24,500 m3/d, con un gasto máximo extraordinario de 40,000 m3/d. Los criterios de diseño para la carga superficial han sido establecidos por la CNA en un máximo de 40 m3/ m2 d para condiciones de gasto medio y 100 m3/ m2 d para condiciones de gasto máximo extraordinario. Determine las características de un sedimentador primario:a. Circular b. Rectangular alargado (L = 3w) c. Tanque de sección cuadrada d. Si los sólidos suspendidos en el influente son 200 mg/l a gasto medio y 230 mg/l a

gasto máximo extraordinario, determine la masa de sólidos (kg/d) removidos por el sedimentador primario.

Tratamiento Secundario

21.Define: a) metabolismo; b) catabolismo; c) anabolismo; y d) catabolismo endógeno.22.Define: a) biomasa; b) fase de retardo; c) fase de crecimiento logarítmico; d) fase

estacionaria; e) fase endógena; f) cultivos suspendidos; g) cultivos adheridos; y h) flóculos.

23.Un tanque de aireación tiene 11,000 m3 de capacidad y trata 30,280 m3/d. Los sólidos suspendidos en el influente son despreciables y los sólidos suspendidos del efluente del sedimentador son 25 mg/l. Se reciclan 7,570 m3/d de lodos con 10,000 mg/l de sólidos





suspendidos. Calcule el tiempo de residencia celular, si en el tanque de aireación los sólidos suspendidos en el licor mezclado son 2,200 mg/l.

24.Determine la concentración promedio de biomasa en un reactor de lodos activados convencional y la relación sustrato biomasa, considerando las siguientes condiciones:

! Gasto = 18 300 m3 /d ! DBO influente al sistema de lodos activados = 160 mg/l ! DBO del efluente = 5 mg/l ! Y = 0.50 kg de biomasa/kg de DBO utilizada! kd = 0.04 d-1 ! Volumen del tanque = 6100 m3

! Tiempo medio de residencia celular = 9 d25.Un gasto de agua residual con las mismas características que las del problema 24, se

tratará en un sistema de lodos activados completamente mezclado. El reactor operará a una concentración de 3000 mg/l de SSLM y el sedimentador secundario será diseñado para espesar el lodo hasta 12000mg/l. Considerando un tiempo medio de residencia celular de 8 días, determine:a. El volumen del reactor b. La masa y volumen de lodos desechados cada díac. La relación de recirculación de lodos

26.Un gasto de agua residual de 3550 m3/d se tratará en un estanque facultativo. El coeficiente de tasa de reacción a la temperatura media de operación es 0.35 d-1. Se espera que el tanque operara con un factor de dispersión de 0.5. Determine el área superficial requerida para el 85% de remoción de la DBO soluble suponiendo una profundidad de 2 m y considerando:a. Un sólo estanqueb. Un sistema de cuatro celdas

27.Determine el diámetro de un filtro percolador de una sola etapa, que produzca un efluente con 20 mg/l de DBO5 a partir de un agua residual sedimentada con DBO5 de 120 mg/l. El gasto a tratar es de 2,200 m3/d y la recirculación es de 4,000 m3/d. La profundidad del filtro es de 1.5 m.

28.Se efectuó una prueba de sedimentación del lodo de un reactor de lodos activados de aireación extendida; los resultados se muestran a continuación:

Considerando condiciones de equilibrio, el influente del sedimentador secundario es de 4200 m3/d con concentración de sólidos de 2000 mg/l. Determinar el diámetro del sedimentador para un flujo de sólidos de 2.5 kg/m2-h.





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