Taller Tanques

7/24/2019 Taller Tanques

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UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERA

INGENIERA AMBIENTAL

Materia: PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

Nombre: LINA MARIA APONTE Cdigo:201111566 MARIA FERNANADA ORTEA

Cdigo: 20111151! PA"LA MILENA #OTO F"$ACdigo: 2011115!% &'ON ALE(ANDER )ERACdigo: 2011115*%

TALLER TANQUES DE HOMOGENIZACIN

INTRODUCCIN

La homogenizacin es una prctica til en plantas pequeas de tratamiento de aguas queexperimentan variaciones entre los mximos y mnimos caudales y cargas contaminantesefluentes; ya que estas pueden provocar problemas usualmente de tipo operativo raznpor la que los tanques de homogenizacin son opcin para superar esta dificultadgenerando as efluentes constantes adems; reduce el tamao y los costos de lasunidades de tratamiento ubicadas aguas aba!o"

#l diseo de estos tanques es tambi$n sumamente importante y se desarrolla tomandolos datos de caudales de una planta de tratamiento durante diferentes periodos en un dapor e!emplo cada hora; partir de esto se puede establecer un caudal de diseo para todala planta el cual ser el mismo efluente del tanque de homogenizacin" %ambi$n sepueden hacer ensayos tomando las concentraciones de un contaminante o tomando la&'( y proyectar los cambios que pueden presentarse a los largo del da teniendo comoreferencia el caudal de diseo"

OBJETIVOS

) partir de unos datos de medicin de caudal medidos a lo largo de un daestablecer el volumen mnimo para un tanque de homogenizacin as comoestablecer un caudal de diseo"

*ealizar grficas que permitan comprar el caudal que normalmente entra a laplanta y el que sale del tanque de homogenizacin as como la concentracin de&'( durante un da normal"

+tilizar frmulas establecidas anteriormente para hallar la concentracin de salidainicial y la concentracin de salida promedio"

&eterminar las concentraciones pico a la entrada y a la salida del tanque dehomogenizacin para comparar si estas difieren con el promedio"


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INGENIERA AMBIENTAL

1. Calcular el vlu!e" !#"$! "ece%ar$ &ara u" 'a"(ue )e *!+e"$,ac$-" )ecau)ale% &rec'a)% &ara u"a &la"'a )e 'ra'a!$e"' )e a+ua% re%$)uale%.

INTERVALO DETIEMPO

CANTIDADPROMEDIOHORARIO(gal/min)

VOLUMEN

HORARIO

AFLUENETE(gal)

VOLUMEN

EFLUENTE

(gal)

VOLUMEN

HORARIOACUMULADO O

DRENADO (gal)

VOLUMEN

ACUMULADONETODEL

TANQUE(gal)

+,- a.m. 51+.!6 !10*2 22-*+ -1%* -1%*

-,% a.m. 565.%+ !!%5- 22-*+ 11111 1%!05

%,10a.m.

555.56 !!!!* 22-*+ 10*-6 2%+%2

10,11

a.m.

520.-! !1250 22-*+ -*0! !-1%5

11,12

a.m.

*+2.22 2-!!! 22-*+ 5*-6 *!6-1

12 ,1

/.m.

*20.1* 2520- 22-*+ 2!61 *60*2

1,2 /.m. !+1.5! 222%2 22-*+ ,555 *5*-6

2,* /.m. !!!.!! 20000 22-*+ ,2-*+ *26!%

!,* /.m. !1%.** 1%166 22-*+ ,!6-1 !-%5-

*,5 /.m. !2%.-6 1%+%2 22-*+ ,!056 !5%0!

5,6 /.m !-5.*2 2!125 22-*+ 2+- !61-1

6,+ /.m 5+2.%2 !*!+5 22-*+ 1152- *++0%

+,- /.m. +*6.5! **+%2 22-*+ 21%*5 6%65!

-,% /.m. +!6.11 **16+ 22-*+ 21!1% %0%+!

%,10

/.m.

5+6.!% !*5-! 22-*+ 11+!6 102+0%

10,11

/.m.

!6*.5- 21-+5 22-*+ ,%+2 101+!+

11,12

/.m.

225.6% 1!5*1 22-*+ ,%!06 %2*!1

12,1

a.m.

152.+- %16+ 22-*+ ,1!6-0 +-+50

1,2 a.m. 111.11 666+ 22-*+ ,161-1 625+0

2,* a.m. %!.+5 5625 22-*+ ,1+222 *5!*-

!,* a.m. %!.+5 5625 22-*+ ,1+222 2-126

*,5 a.m. 11*.5- 6-+5 22-*+ ,15%+2 1215!

5,6 a.m 1%*.** 11666 22-*+ ,111-1 %+2


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6,+ a.m !6*.5- 21-+5 22-*+ ,%+2 0

PROMEDI

O

!-0.+% 22-*+

CALCULOS DE LA TABLA

1. VOLUMEN HORARIO E/LUENTE 0+al

Volumen Horario=CantPromedio horario1hora

Volumen Horario=(galmin)60min510.39gal

min 60min=31042gal

2. VOLUMEN ELUENTE

Volumen efluente= Volumen horar iodel efluente

24

Volumenefluente= 548332

24

Volumenefluente=22847

3. VOLUMEN HORARIO ACUMULADO 0+alVolumenhorario acumulado=Volumenhorario afluenteVolumenefluente

Volumenhorarioacumulado=31042 gal22847 gal

Volumenhorario acumulado=8194 gal

4. VOLUMEN ACUMULADO NETO DEL TANQUEVolumenacumulado neto deltanque= volumen horarioacumulado

,(L+-#.)/+-+L)&( .#%(

-012-( 3gal4

567869

,(L+-#.)/+-+L)&( .#%(

-2.2-( 3gal46

,(L+-#. -2.2-( &2:#( L

%).#.2?)/[email protected]

al4

567869


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TIEMPO(!%a)

CAUDAL(L/$)

DBO*(mg/L)CONCENTRA

CI+N DEENTRADA

TIEMPO(!%a)

CAUDAL(L/$)

DBO*(mg/L)CONCENTRA

CI+N DEENTRADA

0%:00 6!1 1*0 21:00 6+ 215

10:00 6+ 150 22:00 5-! 1+011:00 6-2 155 2!:00 526 1!0

12:00 +1- 160 00:00 *-1 110

1!:00 +** 150 01:00 !5% -1

1*:00 +5 1*0 02:00 226 5!

15:00 +-1 1!5 0!:00 1-+ !5

16:00 -06 1!0 0*:00 1-+ !2

1+:00 -*! 120 05:00 1%- *0

1-:00 -5* 125 06:00 226 66

1%:00 -06 150 0+:00 !5% %2

20:00 +-1 200 0-:00 50% 125PROMEDI

O *,-*.

:e planea implementar un tratamiento primario de las aguas residuales que incorpore untanque de estabilizacin de caudales como unidad previa al sedimentador"

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL MUNICIPIO DE

JALAPA

- ACTUAL

- PROYECTADO


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a =aga el anlisis de datos requerido para calcular el volumen mnimo que debetener el tanque de estabilizacin 3,min4 para asegurar que el agua residual salgacon un caudal igual al caudal afluente promedio"

A #l primer paso es reordenar los datos teniendo en cuenta que el primer dato esaquel que est$ por encima del promedio 3BCB84 a partir del momento de inicio demuestreo despu$s de la secuencia de flu!os ba!os durante la noche en este casoel primer caudal se presenta a las 9D66 a"m" los datos anteriores a este sereubican en el final de la tabla" #sto no altera los resultados pero previene que seobtengan valores negativos en los clculos"

Eara tal fin fueron utilizadas las siguientes ecuacionesD

,ol" =orario )fluente3/olumna F4

Vol . Horario Afluente

L

seg3600 seg

1hora =Vol . Horario Afluente

L

hora

,ol" =orario #fluente 3/olumna C4

t=00

t=23

Vol. horarioafluente

24

,olumen =orario acumulado o drenado 3/olumna 84

+odrenaje

VolumenafluentehorarioVolumenefluente hor ario=Acumulacin


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Los valores positivos corresponden a horas en donde el agua se almacenaen el tanque muestras que los valores negativos corresponden a horas endonde el agua se extrae del tanque de homogenizacin"

#l volumen acumulado se halla adicionando uno a uno los valores

correspondientes al volumen horario acumulado drenado 3/olumna G4

Los resultados se muestran en la siguiente tablaD

1 2 ! * 5 6 + -

TIEMPO

(!%a)

CAUDAL

(L/$)

DBO*(mg/L)CONCENTRAC

I+N DEENTRADA

VOLUMENHORARIOAFLUENT

E (L)

CAUDALPROMED

IOEFLUEN

TE(L/$)

VOLUMEN

EFLUENTE(L)

VOLUMENHORARIO

ACUMULADO O

DRENADO(L)

VOLUMENACUMULADO NETO DELTANQUE(L)

0%:00 6!1 1*0 22+160 565+ 20!655 2!505 2!505

10:00 6+ 150 2*1200 565+ 20!655 !+5*5 6105011:00 6-2 155 2*5520 565+ 20!655 *1-65 102%15

12:00 +1- 160 25-*-0 565+ 20!655 5*-25 15++*0

1!:00 +** 150 26+-*0 565+ 20!655 6*1-5 221%25

1*:00 +5 1*0 2+0000 565+ 20!655 66!*5 2--2+0

15:00 +-1 1!5 2-1160 565+ 20!655 ++505 !65++5

16:00 -06 1!0 2%0160 565+ 20!655 -6505 *522-0

1+:00 -*! 120 !0!*-0 565+ 20!655 %%-25 552105

1-:00 -5* 125 !0+**0 565+ 20!655 10!+-5 655-%0

1%:00 -06 150 2%0160 565+ 20!655 -6505 +*2!%5

20:00 +-1 200 2-1160 565+ 20!655 ++505 -1%%0021:00 6+ 215 2*1200 565+ 20!655 !+5*5 -5+**5

22:00 5-! 1+0 20%--0 565+ 20!655 6225 -6!6+0

2!:00 526 1!0 1-%!60 565+ 20!655 ,1*2%5 -*%!+5

00:00 *-1 110 1+!160 565+ 20!655 ,!0*%5 -1---0

01:00 !5% -1 12%2*0 565+ 20!655 ,+**15 +***65

02:00 226 5! -1!60 565+ 20!655 ,1222%5 6221+0

0!:00 1-+ !5 6+!20 565+ 20!655 ,1!6!!5 *-5-!5

0*:00 1-+ !2 6+!20 565+ 20!655 ,1!6!!5 !*%500

05:00 1%- *0 +12-0 565+ 20!655 ,1!2!+5 21+125

06:00 226 66 -1!60 565+ 20!655 ,1222%5 %*-!00+:00 !5% %2 12%2*0 565+ 20!655 ,+**15 20*15

0-:00 50% 125 1-!2*0 565+ 20!655 ,20*15 0PROM *,-*.


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INGENIERA AMBIENTAL

#l volumen mnimo corresponde al menor valor horario del volumen

acumulado neto del tanque en este caso fue 6 que corresponde a las GD66a"m"

: /alcule el volumen de diseo del tanque de estabilizacin de caudales de tal

manera que est$ dado por el volumen mnimo ms un excedente de capacidad del7BH"

Vdiseo=(VmaxVmin)(1+0,25)

#s necesario entonces identificar el valor acumulado mximo en este caso es deGCII86 L y corresponde a las 77D66"

#ntonces se obtieneD

LITROSMETROSCBICOS

VOLUMENACUMULADO

NETO M01IMO-6!6+0 -6*

VOLUMENACUMULADONETO MINIMO

0 0

VOLUMENMINIMO DEDISE2O DELTANQUE DE

HOMOGENI3ACI+N

10+%5-- 10-0

c *ealice unas grficas que permitan comparar las variaciones horarias de caudalconcentracin de &'(B y carga contaminante antes y despu$s del tanque deestabilizacin de caudales"

Eara determinar las concentraciones el primer paso es determinar el

volumen acumulado con la expresinD

V=Vo+ (QeQs ) t

#n tJ9D66 tenemos

V=0L+(63,1Ls 56,57L

s )3600 s=23505L

:e contina la secuencia reemplazando ,o conforme cambie su valor"


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Eara determinar la concentracin de salida inicial 3/si4 se parte del primer

valor de concentracin dado es decir 5F6 mgKL en base a este valor se

determina la concentracin de salida final 3/sf4 con la expresinD

Csf=Ce( CeCsi )[1+ (QeQs ) tVo ]

Qe

QsQe

Eara tJ56D66 tenemos

Csf=150mg

L ( 150mgL

140mg

L )[1+(67L

s

56,57L

s )3600 s23505L ]

67

56,5767

=150mg/L

/oncentracin promedio de salida

Cps=Csi+Csf

2

Eara determinar las cargas contaminantes es necesario multiplicar el

caudal de entrada por la concentracin de entrada y el caudal de salida porla concentracin promedio de salida"

TIEMPO(!%

a)

CAUDALDE

ENTRADA (L/$)

CAUDALDE

SALIDA(L/$)

VOLUMENACUMULADO V! (L)

Ti#m4!

($#g)

DBO*ENTRA

DA(mg/L)

DBO* SALIDAINICIAL

C$i(mg/L)

DBO*SALIDAFINAL

C$5(mg/L)

DBO*PROMED

IO DESALIDA(mg/L)

0%:00 6!1 565+ 0 !600 1*0 1*0 1*0 1*0

10:00 6+ 565+ 2!505 !600 150 1*0 150 1*5

11:00 6-2 565+ 61050 !600 155 150 155 152

12:00 +1- 565+ 102%15 !600 160 155 15% 15+

1!:00 +** 565+ 15++*0 !600 150 15% 152 156

1*:00 +5 565+ 221%25 !600 1*0 152 1** 1*-

15:00 +-1 565+ 2--2+0 !600 1!5 1** 1!% 1*216:00 -06 565+ !65++5 !600 1!0 1!% 1!* 1!+

1+:00 -*! 565+ *522-0 !600 120 1!* 12- 1!1

1-:00 -5* 565+ 552105 !600 125 12- 12+ 12+

1%:00 -06 565+ 655-%0 !600 150 12+ 1!5 1!1

20:00 +-1 565+ +*2!%5 !600 200 1!5 15* 1*5

21:00 6+ 565+ -1%%00 !600 215 15* 1+0 162

22:00 5-! 565+ -5+**5 !600 1+0 1+0 1+0 1+0


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INGENIERA AMBIENTAL

2!:00 526 565+ -6!6+0 !600 1!0 1+0 162 166

00:00 *-1 565+ -*%!+5 !600 110 162 152 15+

01:00 !5% 565+ -1---0 !600 -1 152 1*1 1*+

02:00 226 565+ +***65 !600 5! 1*1 1!1 1!6

0!:00 1-+ 565+ 6221+0 !600 !5 1!1 120 1260*:00 1-+ 565+ *-5-!5 !600 !2 120 10+ 11*

05:00 1%- 565+ !*%500 !600 *0 10+ %2 %%

06:00 226 565+ 21+125 !600 66 %2 -1 -6

0+:00 !5% 565+ %*-!0 !600 %2 -1 %1 -6

0-:00 50% 565+ 20*15 !600 125 %1 125 10-

PROM.565+0

- 121

0100000200000!00000*00000500000600000+00000-00000%00000

VOLUMEN ACUMULADO NETO DEL TANQUE(L)

HORA DEL D6A

VOLUMEN ACUMULADO(L)

La grfica muestra una forma de campana debido a que a partir de las 7ID66 se empiezaa extraer agua del tanque de homogenizacin por lo que los valores de volumen drenadotoman un valor negativo" #sto hace que el volumen acumulado descienda hasta llegar a 6litros a las G de la maana"


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0

10

20

!0

*0

50

60

+0

-0

%0

COMPARACI+N ENTRE CAUDALES AFLUENTE 7 EFLUENTE DEL TANQUE DE HOMOGENI3ACI+N DE CAUDALES

CA"DAL AFL"ENTE CA"DAL 'OMOENI7ADO

HORA DEL D6A

CAUDAL(L/S)

.tese que luego de un aumento constante en los vertimientos desde las 9D66 y el caudalpico se presenta a las 5GD66 punto en el cual empieza a descender porque la actividad enlas viviendas del municipio de alapa disminuye en la noche"

Luego de homogenizar el caudal este pasa al sedimentador para el tratamiento primariocon un caudal de BCB8 LKs"

0

50

100

150

200

VARIACI+N CONCENTRACI+N (DBO*)

D8O ENTRADA D8O5 #ALIDA

HORA

DBO*(mg/L)


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La mxima concentracin de materia orgnica vertida se presenta a las 75D66 dondealcanza un valor de 75B mgKL partir de este momento desciende continuamente por lainactividad en las fuentes emisoras ya que llegan las horas de descanso en alapa"

Los habitantes del municipio de alapa reinician su !ornada en la madrugada por lo que la

&'(B empieza a aumentar a las BD66 continuamente hasta la noche"

/on la implementacin del tanque de homogenizacin la concentracin de materiaorgnica ser mucho ms uniforme a lo largo de todo el da lo cual aportar a lograrmayor eficiencia en el tratamiento y permitir que el sedimentador reciba cargascontaminantes menos variables"

TIEMPO

(!%a)

CARGACONTAMINA

NTE DE

ENTRADA(mg/$)

CARGACONTAMINAN

TE DE

SALIDA(mg/$)

TIEMPO

(!%a)

CARGACONTAMINAN

TE DE

ENTRADA(mg/$)

CARGACONTAMINA

NTE DE

SALIDA(mg/$)

0%:00 --!* +%20 21:00 1**05 %16!

10:00 10050 -202 22:00 %%11 %5%*

11:00 105+1 -620 2!:00 6-!- %!+5

12:00 11*-- ---! 00:00 52%1 --+-

1!:00 11160 --12 01:00 2%0- -2%6

1*:00 10500 -!-5 02:00 11%- ++0%

15:00 105** -00- 0!:00 655 +11516:00 10*+- ++2% 0*:00 5%- 6*2+

1+:00 10116 +*16 05:00 +%2 562*1-:00 106+5 +200 06:00 1*%2 *--6

1%:00 120%0 +!%2 0+:00 !!0! *-6%

20:00 15620 -1+5 0-:00 6!6! 6116


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INGENIERA AMBIENTAL

02000*0006000-000

10000120001*000

160001-000

VARIACI+N CARGA CONTAMINANTE

CARA CONTAMINANTE DE ENTRADA CARA CONTAMINANTE DE #ALIDA

HORA

Ca%ga '!naminan# (mg/$)

La carga contaminante pico se registra a las 76D66 donde hay una relacin ms directaentre el caudal y la concentracin de materia (rgnica despu$s de esta hora hay undescenso abrupto en la tasa msica que al llegar la maana empieza de nuevo aincrementarse"

)l implementar el tanque de homogenizacin disminuyen las variaciones en la carga

contaminante esta uniformidad permite un tratamiento ms efectivo de los efluentes delmunicipio de alapa"

) &eterminar las siguientes relaciones entre cargas contaminantes de &'(BD

*elacin picoKpromedio *elacin mnimaKpromedio *elacin picoKmnima

#labore una tabla que permita comparar valores obtenidos sin igualar caudales eigualando caudales"

/uando se menciona Mcarga contaminante de entradaN se hace referencia alcaudal sin homogenizar por lo tanto las Mcargas contaminantes de salidaN indicanlos valores de carga msica ya homogenizados"

ENTRADA SALIDA9 Piomg;


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INGENIERA AMBIENTAL

'ora 20:00 'ora 22:00

9 M=imo mg;

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