156 Pretratamientos y tratamientos primarios

166

2. Depósitos de homogeneizacián de nivel variable: En este método de neutraliza-ción, el efluente sale con un caudal constante, y teniendo en cuenta que el caudal de entra-da varia con el tiempo, el nivel del estanque debe hacerse variable.

Este método se utiliza también con el objetivo no sólo de conseguir una neutralización,sino de conseguir un caudal de salida constante. En la figura 3.36 se recoge un esquema deun depósito o estanque de homogeneización con nivel variable.

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FI. 3.36. Depó$ito de homogeneízacíón de nivel variable.

Otro método de homogeneización consiste en sacar el «exceso). de la corriente de en-trada, o caudal de alimentación, a Undepósito de retención, del cual sale una pequeña pur-~a que va alimentando al tanque de homogeneización. Este método no se utiliza con obje-tivos de neutralización, sino solamente para el mantenimiento de la DBO o caudal. La fl-aura 3.37 ilustra esta Información.

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'"111.,,1 •.1 Método del «e;tanque de retención» para bomogeneización.

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Pretratamíentos y tratamientos primarios 157

5.4. Mantenimiento del caudal constante

El diseño de un depósito de homogeneización de nivel variable viene ilustrado por elejemplo 3.9. El procedimiento de diseño es el descrito por Hummenick [91.

Ejemplo 3.9. Con objeto de establecer la evolución del caudal de las aguas residualesque llegan a una planta de tratamiento, se ha realizado una campaña de muestras. La figu-ra 3.38 representa la evolución del caudal instantáneo (m)/h) con el tiempo (entre O y 24horas para un ciclo diurno).

l. Determinar el volumen total diario de agua residual para ser tratada.2. Calcular el caudal medio en mI/h.3. Dibujar en el mismo gráfico. en el cual las ordenadas son los caud I acumulado

en m', y las absclsas son los tiempos (O a 24 horas):

a) Una tinca recta (i) representando el caudal constante que sale d 1 'tanquo (0,",,0 ocaudal acumulado en m) con respecto al tiempo).

b) Una curva (ii) que represente el caudal de entrada acumuladorespecto al tiempo.

~ -~\\

'>: \ VAs Aa As ~ Al! Ac 1., A

IZO

15 20 2510I.ft

.ud.le, Instanlineos (m'Ih). Variación en el tiempo (h).

158 Pretretsmientos y tratamientos primario

4. Dibujar en este mismo gráfico otra curva (iii), en el cual la ordenada sea el conteni-do del estanque en m), y la abscisa el tiempo. ~xplicar cómo se construye esta curva a par-tir de la línea (i) y de la curva (ii). Especialmente:

a) ¿Cuál debería ser el contenido, en m', al comienzo de la operación (tiempo O), parque el nivel inferior que se alcance en cualquier momento sea O (pero nunca negativo),para el momento más desfavorable? ¿Cuál es este momento, expresado en horas?

. b) ¿Cuál es el máximo de la curva (iii)? Darse cuenta que este máximo representa Ivolumen minimo de almacenaje requerido Para el estanque.

olucl6n. l. Volumen diario total de agua residual. Viene dado por el área limItadpor la ourva de la figura 3.38.

/ ..V'''''dI'ño = I A¡ = A, + A¡ + A) + ...+ Aa

1-1

El área se calcula sumando las áreas de los 8 trapecio:

A1-ShXl/2 (40+52) ••• 230m3

A¡- 3hX 1/2 (52+ 140)"" 288m3

A3-2hXl/2(140+130)""' 270m3

A."2hX 1/2(130+ 128)"" 258m)As.2hX 1/2(128+ 120)'" 248m)A$=4hX 1/2(120+20) ••• 280m)A, "" S h X 1/2 (20 + 60) ••• 200 ml

A.'" 1 hX 1/2 (60+ 40):= 50m)

Volumen total diario'" 1.824 m'.

2. Cal/dal medio (ml/h);

QM ee 1824/24::0 76 m3/h

() , caudal medio constante se representa por una línea reerI pun\ qUt representa 1 824 m3 en 24 h.

() I oaudal acumulado de entrada al estanque se obti 11 1 111 1

d pI. I uI'Va 3.38 para cada momento en cuestión (A 11111111. '11

I h.I h:t 10 h.I I h~

Al - 230 m3

A, Al = 230 + 288 = 518 m'(A, Al) + A) = 518 + 270 7

(Al + Al + A~)+A =~7.8~~8•• i•..Jii'.__ if •••""

160

CUADRO 3.14

Pretratamientos y tratamientos primarios 159

Pretratamientos y tratamientos primarios

Cdlclllol para ti ~emplo J.9 (Re/.figura 3.39)

t = 14 h:1- \8 h:, •• 23 h:t - 24 h:

(Al + Al + Al + A.) + As = 1.046 + 248 = 1 294 m'(Al + A2 + Al '+A. + As) + A, = l 294 + 280 = I 574 ml

(Al + Al + Al + A. + As + A,) + A, = l 574 + 200 = 1 774 m'(Al + Al + Al + A. + As + A, + A,) + Al = l 774 + 50 =: I 824 mI

(1)t, h

(2)Ordenadas en

m'Recia (1)

(3)Ordenadas en

m'Curva (ii)

(4)- (2) - (3)

(i) - (Ii)en m'

(S)Contenido delestanque en m'

(111)" ISO - (1 - iI)

El gráfico de estos valores nos da la curva (ii) en la figura 3.39.oI

4. Contenido del estanque en/unción del tiempo. ~

(a) Construir el cuadro 3.14 para determinar exactamente las desviaciones máximasneaatlvas y positivas entre el caudal homogeneizado acumulado (línea i) y el acumulado dontrada (línea ii). La desviación positiva máxima se presenta a las S h (i - ii= 1SO ml), y la

ncaativa a 1S,S h (i - Ii := 232 m');En el comienzo de la operación el contenido del estanque debe de ser como mlnlmo dISO m", de tal forma que después de cinco horas se alcance un nivel mlnlmo de O mi

En general, el contenido del estanque en cualquier momento dado será 1SO m', mlnudiferencia entre el valor acumulado del caudal homoaonelzado (salida) y do onlrldEstos son los valores de la columna S en m3, y quo ., reneJan en 01 ar"lcu 111(b) Máximo de curva (ilI). El maxímo d, la ourva do cont,nl(\(¡ del 0Ilt."411' .n

I'I4\n del tiempo se presentará a laa 1'.' h•• Iondo ontonool .u oOlltclllclu

11111II1II

m'ISO .¡

1000. i , , i • i ' , , l

16001 I I·"""t~

o76

152228304380

o3366117161230

o4386

111131ISO

(Mix. )

positivo14613293SI

-28-97-134-175-230-227-232

(Máx. )

neaativo-231-229-224-214-176147111

-68-lcl

O

150\17643913O

4185799

178247284325480377382

(Nivel)máximo381379374364324297261218176150

-e

456H2608684760836Illl1)88106411401178

310400SI'63378893310461173129413671410

14471483"16"74HIlO1067170717401774IIJ4

l.'

mínimo requerido es suma de las desviaciones máxi-la salida acumulada y la entrada (o sea, 150+ 232 =

1

,11I.'¡

11

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11

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11111111

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I1,,'!I:Ilíl

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El diseño de un estanque de homogeneización requiere la aplicación de ciertos prin-cipios estadísticos. El procedimiento de diseño descrito en este capitulo, permite la deter-minación del tamaño del estanque requerido para mantener la concentración de DBO delefluente que sale del estanque dentro de un cierto intervalo, basado en la variabilidad de laOBO del agua residual de aportación, y el grado de confianza que el diseñador pretenda es-tablecer en las prestaciones del sistema.

Cuando sea posible se recomienda que el caudal que llega a un sistema biológico, espe-cialmente si es de Iodos activos, sea constante, de tal manera que la única variación en elproceso biológico sea resultado de la calidad del agua residual.

Con objeto de desarrollar el procedimiento de diseño de los estanques de homogeneiza-clón con mezcla completa y a nivel constante, para mantener los valores de la OBO entreciertos limites, hay que hacer una pequeña revisión de las bases estadisticas, así como re-considerar ciertas definiciones.

) .

Pretratamientos y tratamientos primarios 161

== 382 m'). En la práctica, se recomienda un valor ligeramente superior, de tal forma queel nivel nunca descienda a cero.

5.5.' Varianza

162

I!OO .12001100

1000

:::::: tOOCIIE 100

! 100eQ)::::1 toa;:ftIQí eoo~O 400coel

!OO

100

100

OID ea •••

Pretratamientos y tratamiento prlmlllu

5.6. Homogeneización de la OBO.

11I11 ~

Consideremos un estanque de homogeneización de mezcla completa ya nivel constan-te, en condiciones de flujo continuo (fig. 3.40).

El tiempo de retención hidraulico para el líquido en el estanque es:.

(3.89)

le • 20 22 t4 11&Fecha (febrero. d)

dondo Vos el volumen del liquido en el estanque (m'), y Q es el caudal (ml/h).I~I son los valores de DBO para el afluente, suponer que estos valores fluctúan con el

1tmpo, pudiendo venir reflejadas dichas fluctuaciones por un gráfico como el recogido enI n ur 3.41 paraelejemplo3.l0.Seax¡ el valor medio de estos valores XI para el periodoI ti I o. lecclonado para el estudio.

F1•• 3.41. Variación cronoló¡iea do la concentración en OSO del eñuente.

Q

El efecto del estanque de homogeneizaclón sera amortiguar estas fluctuaciones doOSO con respecto al valor medio. para el etluente. Obviamente. el valor medio para luDBO del efluente, ~•• será igual a ~I (XI = X~)o También hay que señalar que para un e •tanque donde existe una mezcla completa. el valor instantáneo de la OBO. X,. será i¡ualaldel agua residual que está en ese momento en la balsa.

Hummenick 191 considera un caso en el que las fluctuaciones de la DR d 1 ñu nt •con respecto al valor medio x., vienen dadas por la función:

Xi = Xi + kx¡ sen wt (1 JO)

nclzación de la OBO del efluente). donde k es una constante, y w = 27(/T, donde T esseno. Consecuentemente, el valor pico de XI' 011

tm '1

XI. m••