1.- Explicar el proceso fotosinttico.El crecimiento de algas involucra dos procesos inter-relacionados que son la fotosntesis y la sntesis secundaria. En la fotosntesis, los carbohidratos y el oxgeno son producidos a partir del CO2 y H2O a travs de una reaccin energizada por iluminacin y que se podra expresar:CO2 + 2H2O + Energa(CH2O) + H2O + O2Algunos de los carbohidratos que resulten de la fotosntesis son convertidos a travs de una sntesis secundaria a lpidos (sustancias grasosas), protenas y otras materias orgnicas requeridas por las clulas de las algas.2.- A qu se llama relacin ecolgica.Se refiere a la relacin simbitica que existe entre las algas y bacterias en un estanque de la oxidacin y que se expresa mediante:Algas

Luz SolarCrecimientode algasCO2 O2,NH3 AminocidosDesechosCrecimientoBACTERIAS

Orgnicosde bacterias

5.- Cules son los factores de diseo que se deben tener en consideracin para desarrollar un proceso fotosinttico de oxidacin biolgica.El rea superficial de las lagunas est relacionado a la eficiencia con que la energa solar es utilizada en la fotosntesis. Este mtodo asume que ninguna sedimentacin ocurre y que el contenido de la laguna permanece homogneo, desde que las lagunas de oxidacin diseadas con ese mtodo son altamente eficientes, se denominan Laguna de Alta Tasa.La tasa a la que la energa solar:Wa = ESA h

Wa = Peso neto del alga sintetizada diariamente, gr/da.E = Eficiencia de la conversin de energa.S = Radiacin solar en Langleys, cal/cm2-daA = rea superficial de la laguna en cm2.

El crecimiento de las algas puede ser relacionado con la produccin de oxigeno por:Wo2 = Peso neto del oxigeno producido diariamente, gr/da.p = Factor de oxigenacin.

p =Wo2Wa

Cuando el crecimiento est limitado por factores que no sean la luz, como deficiencia de nutrientes, y condiciones ambientales adversas, la eficiencia de la conversin de energa se reduce.3.- Explicar cules son las fuentes de energa y su destino en un mismo tiempo en un proceso de oxidacin biologa y cul es el comportamiento de fuente de energa dentro de la unidad de tratamiento.HiHi A ApercolacinIngreso orgnico radiacin radiacin Incidenteno absorbida

(Ho)(de losFa Ha AlgasSalidapredadores) radiacinOrgnicoabsorbida

Bacterias FbHbFaFaFaFa TSaaa percolacinalimentoprdida por bacterias predadoresde reservarespiracin

FbFbFbTSb(Ho) percolacina alimento deprdida por efluente orgnico depredador reservarespiracin

(Ho)HpFpPredadores

TSpFpFp FpPrdida poralimento percolacin aRespiracinde reservabacterias

(Ho)(Hb) efluente orgnicoa bacterias

Fig. 4-3: Fuentes de Energa y Destinos al mismo tiempo t

De estas figuras es evidente que, bajo ciertas circunstancias, la cantidad de energa encerrada en el protoplasma vivo y descargada en el efluente, puede exceder a la cantidad de materia orgnica que como desecho ingresa a la laguna. Si solamente la degradacin por energa fuese el nico criterio para el tratamiento de los desages, las lagunas de oxidacin NO PODRAN SER CLASIFICADAS como una unidad de tratamiento.

4.- Cul es el flujo de energa de los componentes biticos que se desarrollan en un proceso fotosinttico y explicar el comportamiento de flujo de energa dentro de la unidad de tratamiento.La mayora de la energa que ingresa a la laguna, como radiacin solar, es eliminada como calor o es incorporada a las clulas de las bacterias y algas. El camino mostrado seala que el flujo de energa a travs del sistema. Para cualquier laguna especfica, el ancho del camino representara la tasa relativa del flujo de energa.6.- Explicar cmo se lleva a cabo el proceso de estabilizacin en una laguna de oxidacin as como el diagrama de flujo de energa a travs del componente bitico.

ENERGIA SOLAR

Fa

ALGAS

FpFa

FaHa

PREDATORES

TSa

HpFp

Fa

Fp

TSpFb

BACTERIAS

H0

H1FbFbHb

SALIDA CARGA ORGANICAH1INGRESOCARGA ORGANICA

TSb

CALOR + TS

Fig. 4 2 Flujo de energa a travs del componente bitico de una laguna de oxidacin

La mayora de la energa que ingresa a la laguna, como radiacin solar, es eliminada como calor o es incorporada a las clulas de las bacterias y algas. El camino mostrado seala que el flujo de energa a travs del sistema. Para cualquier laguna especfica, el ancho del camino representara la tasa relativa del flujo de energa.

8.- Un efluente de 340,000 m3/da del tratamiento primario de desague ser tratado posteriormente en una laguna de oxidacin. Las condiciones ambientales as como el desague presentan las siguientes caractersticas: Temperatura=20C, DBO5=150 mg/l, Altura sobre el nivel del mar=300 pies,La relacin de horas de sol total a horas de sol posible es = 0.6,La frmula emprica de la materia celular presente = C6H10O2N1.5,La eficiencia de conversin de energa fotosinttica = 0.04,La radiacin solar mxima es 150 y mnima es 70,La tasa de depletacin del oxgeno es 0.1.Si se espera que la DBO5 a la salida sea de 20 mg/l, que el ancho del espejo de agua no puede ser ms de cien metros. Cul sera el largo del espejo de agua, el periodo de retencin y la profundidad de la laguna.

9.- El efluente de un proceso de tratamiento primario ser tratado posteriormente en una laguna de oxidacin. El flujo de agua que ingresa a la laguna es de 10000 metros cbicos por da con una DBO de 280 mgr/l a 20 grados centgrados. La laguna se ubica a 200 metros sobre el nivel del mar. En el mes ms crtico la temperatura alcanza los 16 grados centgrados y la relacin entre horas de sol y horas de sol posible es de 0.6, en esas condiciones las especies de algas que se desarrollan tienen la siguiente composicin C6 H12O4N1.5 . La radiacin solar mxima es 180 y mnima es 80, y la eficiencia en conversin de energa fotosinttica es 0.04. Si se desea que la laguna tenga un ancho de 50 metros, cul ser su profundidad y longitud

10.- La concentracin de e-coli que ingresa a un proceso fotosinttico de un tamao efectivo, es de 108 en forma continua todo el ao. Sin embargo, se ha observado que la reduccin de e-coli es de 50% en invierno y de 75% en verano, igualmente se ha observado que la constante K en la tasa de reduccin de e-coli es del orden de 1.314. Determinar cul debe ser el caudal de ingreso en el invierno para mantener la misma tasa de reduccin de e-coli que en verano, sabiendo que el proceso opera normalmente a caudal de 10lps.