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CAPITULO 2: DEMANDA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE OXIGENO
1: Una serie de muestras a las cuales se les determinará DBO se preparan de la siguiente manera:
Identificación Vol. de muestra ml
O.D. Final ppm Muestra 1 5 1. Muestra 2 1 4. Muestra 3 10 3. Muestra 4 15 0. Muestra 5 50 2.
Como control o blanco se toma agua de dilución y el Oxigeno Disuelto (O.D.) a los cinco días de incubación, al final de la prueba da un valor de 7.9 ppm. En todos los casos el volumen de solución de prueba fue de 300 ml. Determine en base a la información proporcionada la DBO de cada muestra.
2: Una muestra de agua residual que proviene de una industria debe analizarse por DBO. El pH del agua fluctúa y ocasionalmente es muy ácida, por lo que se considera conveniente inocular o sembrar la muestra de análisis con aguas residuales tomadas de un arroyo cercano donde estas aguas llegan finalmente, donde se observa un pH mas o menos neutro y es evidente la actividad microbiana. Para esto se toman tres botellas de 300 ml y se componen de la manera en que se describe en la siguiente tabla:
Identificaci ón
Vol. de muestra
Vol. de inóculo
OD Final
Muestra 1 10 ml 5 ml 1.8 ppm Muestra 2 0 10 ml 2.4 ppm Muestra 3 0 0 6.9 ppm
En todos los casos se completa a un volumen de 300 ml con agua de dilución.
a).- Cual es la DBO ejercida por el inóculo b).- Cual es la DBO ejercida por la muestra y el agua de siembra c).- Cual es la DBO ejercida por la muestra
3: Cual es la DBO ejercida a los días: 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10 y 20 de una muestra que tiene una DBO última o final de 300 ppm y una constante de velocidad de reacción de 0.23 d-
4: Cual es la DBO ejercida a los días: 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10 y 20 de una muestra que tiene una DBO última o final de 450 ppm
a).- Si la constante de velocidad de reacción es de 0.23 d- b).- Si la constante de velocidad de reacción es de 0.10 d- c).- Si la constante de velocidad de reacción es de 0.30 d-
5: Encuentre lo mismo que se pide en cada uno de los incisos del problema 4 anterior si la temperatura de la prueba es de 30ºC.
6: Una muestra a determinar DBO da una lectura de 243 ppm de DBO remanente a los cinco días de incubación. Si la prueba se realiza a 20ªC y la constante de velocidad de reacción se ha determinado experimentalmente y es de 0.209 d-1.
a).- Cual será la DBO última o final. b).- Cual será la DBO ejercida a los días: 1, 2, 3, 4, 5, 10 y 20 c).- Que porcentaje de la DBO final se ha ejercido a los cinco días de incubación.
7: Lo mismo que en cada uno de los incisos del problema 6 anterior si la constante de velocidad de reacción es de 0.23 d-1.
8: En tres muestras de aguas residuales de diferente procedencia, se han efectuado pruebas y los resultados obtenidos son los siguientes:
Muestra 1:
t (dias) 1 2 3 4 5 6 DBO al tiempo t (yt) 53 92 121 142 158 169
Muestra 2:
t (dias) 1 2 3 4 5 6 DBO al tiempo t (yt) 66 118 160 193 219 240
Muestra 3:
t (dias) 1 2 3 4 5 6 DBO al tiempo t (yt) 53 97 134 164 190 211
Encuentre con estos datos k, la constante especifica de velocidad de reacción y L 0 la demanda última o final, para cada muestra, empleando tanto el método de mínimos cuadrados como el método de Thomas.
Problema 1: Oxigeno consumido por la muestra al final de la prueba = oxigeno disuelto en blanco – oxigeno disuelto en muestra Para la muestra 1: Oxigeno Consumido = 7.9 mg/L – 1.3 mg/L = 6.6 mg/L El volumen de una botella de muestra de DBO siempre es de 300 ml. Oxigeno consumido en la botella = 6.6 mg/L × 0.3 L = 1.98 mg de O 2 Como la alícuota de muestra es de 5 ml. el oxigeno consumido por la muestra de agua en mg/L es 1.98 mg O 2 /0.005 L = 396 mg/L DBO 5 =396 mg/L
Efectuando los mismos cálculos para cada muestra tenemos:
Identificación Vol. de muestra ml
O.D. Final ppm
DBO 5
mg/L Muestra 1 5 1.3 396 Muestra 2 1 4.2 1110 Muestra 3 10 3.8 123
b=k= 0. a= 62. L 201.
Muestra 2:
t (días) y y^2 y’ yy’ 1 66 4356 59 3894 2 118 13924 47 5546 3 160 25600 37.5 6000 4 193 37249 29.5 5693. 5 219 47961 23.5 5146. 6 240 756 129090 196.5 26280 n= 5
b=k= 0. a= 74. L 320.
Muestra 3:
t (días) y y^2 y’ yy’ 1 53 2809 48.5 2570. 2 97 9409 40.5 3928. 3 134 17956 33.5 4489 4 164 26896 28 4592 5 190 36100 23.5 4465 6 211 638 93170 174 20045 n= 5
b=k= 0. a= 58. L 317.
CAPITULO 3: CINÉTICA DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
1: Se pretende instalar una planta de tratamiento de aguas residuales para una empresa maquiladora, y del estudio previo se tiene la siguiente información: El agua tiene una DBO en la entrada de 330 mg/L y sale con una DBO de 25 mg/L. El flujo promedio es de 5 L/seg. Se pretende tener un proceso de lodos activados en un reactor con mezclado completo, con los siguientes parámetros de diseño. Y=0.5 grs SVS/grs DBO kd=0.05 d- Relación de flujo de agua de recirculación/Flujo de agua de alimentación: Qr/Q 0 =0. Se construirá un tanque de 10 mts de longitud con 6 mts. de ancho y 5 mts de profundidad, que será el reactor biológico. Se contará además con un sedimentador secundario en el cual se separan los sólidos del agua procesada y se tendrá un circuito de retorno de lodos. En el reactor se tendrá una concentración de sólidos volátiles de 1800 mg SVS/L a: Encuentre la concentración de sólidos en los lodos producidos Xw b: Cual es el flujo de lodos Qw, de agua producto Qe y el tiempo de retención de las células θc
2: En un proceso se tiene un flujo de agua residual de Q 0 =5000 mts^3 /día, con una DBO inicial de 220 mg/L y una DBO final de 35 mg/L. El agua entra directamente a un reactor de mezclado completo y luego pasa a un sedimentador secundario Se desea tener un tiempo de retención en el reactor de 4 horas y la concentración del licor mixto en el reactor será de 2200 mg/L y la concentración de SVS en el flujo de lodos de retorno es de 8500 mg/L. El tiempo de retención de las células Θc será de 10 días y no se conocen los valores de los coeficientes Y y kd Encuentre para este proceso a: El volumen de reactor que se requiere b: Qr y Qe c: Los valores de U, F/M y la eficiencia del proceso.
3: Encuentre Qe, Qw, Qr, θ, θc, U y (F/M) para el siguiente proceso de tratamiento
Q 0 =4.8 LPS S 0 =440 mg/L X 0 =
Q 0 +Qr= mts^3 /día S=35 mg/L X=2250 mg/L
Θ=6 horas S=35 mg/L X=2250 mg/L
Qe= LPS Se=35 mg/L Xe=
Qw= LPS Sw=35mg/L Xw=Xr
Qr= 0.5 Q 0 Sr=35mg/L Xr=
4: Un sistema de tratamiento de aguas residuales opera de acuerdo al diagrama presentado en la figura. Encuentre: a: El flujo de agua procesada Qe, el gasto de los lodos reciclados Qr y el flujo de lodos residuales Qw b: La cantidad de biomasa que se forma en Kgs de SVS/mts^3 -dia
d: Cual será la cantidad de lodos producidos como sólidos secos, si el 10% de los lodos residuales es material inerte.
PROBLEMA 1:
S 0 =330 mg/L Y=0.5 mg SVS/mg DBO Se=25 mg/L kd=0.05 dias- Q 0 =5 LPS=432 mts^3 /dia Qr=0.8Q 0 =345.6 mts^3 /dia V=10× 6 ×5=300 mts^3 X=1800 mg SVS/L
= θ Q 0
V (^) θ=0.69 dias
d
0 c
k X
1 Y(S S)
θ
θ
Sustituyendo valores θc=13.74 dias
Balance en el reactor: BIOMASA QUE ENTRA + BIOMASA PRODUCIDA = BIOMASA QUE SALE
QoXo + QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
X 0 =0 QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
r'g = -Yrsu-kdX θ
r = −S^0 −S su
k X
Y(S S)
r (^) g' 0 − d θ
= y sustituyendo valores r'g=131 mg SVS/L-dia=131 grs SVS/dia-mt^3
sustituyendo los valores en la ecuación QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X, tenemos;
345,6Xr+(300131)=(345.6+432)1800 Xr=3936 grs SVS/mt^3
Balance de células en el sedimentador (Q 0 +Qr)X= QeXe+ QrXr+ QwXw Xr=Xw=3936 grs SVS/mt^3
Xe=0 (Q 0 +Qr)X=QrXr+ QwXw Qw=10 mts^3 /dia
c Qw Xw
VX
=θ
Despejando de esta ecuación θc=13.76 días que coincide con el valor obtenido anteriormente.
θ
X
S S
V
Q
X
S S
U 0 0 U=0.246 mg DBO/mg SVS-día
U
YU k Yobs d
= Yobs=0.297 mg SVS/mg DBO
θ
X
S
F /M^0 F/M=0.266 mg DBO/mg SVS-día
PROBLEMA 2:
S 0 =220 mg/L Y=0.5 mg SVS/mg DBO Se=35 mg/L kd=0.05 dias- Q 0 =5000 mts^3 /dia Xr=Xw=8500 mg/L θC=10 dias θ=4 horas=0.167 dias X=2200 mg SVS/L
= θ Q 0
V
V=volumen del reactor=833 mts^3
r'g = X/θc r'g = 2200/10=220 grs SVS/dia-mt^3
Balance de células en el reactor:
BIOMASA QUE ENTRA + BIOMASA PRODUCIDA = BIOMASA QUE SALE
QoXo + QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
X 0 =0 QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
y sustituyendo valores r'g=220 mg SVS/L-dia=220 grs SVS/dia-mt^3 8500Qr+(833220)=(5000=Qr)
Qr=1717 mts^3 /dia
Balance de células en el sedimentador (Q 0 +Qr)X= QeXe+ QrXr+ QwXw Xr=Xw=8500 grs SVS/mt^3
Xe=0 (Q 0 +Qr)X=QrXr+ QwXw
(5000+1717)2200=(17178500)+8500Qw Qw=21.5 mts^3 /dia
Corroborando resultados (^) c Qw Xw
VX (^) = θ θ c=10 dias
= ^ −
θ
X
S S
V
Q
X
S S
U 0 0 U=0.503 mg DBO/mg SVS-día
U
YU k Yobs d
= Yobs=0.401 mg SVS/mg DBO
θ
X
S
F /M^0 F/M=0.6 mg DBO/mg SVS-día
PROBLEMA 3:
S 0 =440 mg/L Y=0.5 mg SVS/mg DBO Se=35 mg/L kd=0.05 dias- Q 0 =4.8 LPS=414.7 mts^3 /dia Qr=0.5Q 0 =207.4 mts^3 /dia θC=10 dias θ=6 horas=0.25 dias X=2250 mg SVS/L
= θ Q 0
V
θ=0.178 días
k X
Y(S S)
r (^) g' 0 − d θ
= y sustituyendo valores r'g=396.4 grs SVS/dia-mt^3
Balance de células en el reactor:
BIOMASA QUE ENTRA + BIOMASA PRODUCIDA = BIOMASA QUE SALE
QoXo + QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
12000Qr+(800396.4)=(4500+Qr)
Qr=1891 mg SVS/L
Balance de células en el sedimentador (Q 0 +Qr)X= QeXe+ QrXr+ QwXw Xr=Xw=12000 grs SVS/mt^3
Xe=0 (Q 0 +Qr)X=QrXr+ QwXw
(1891+4500)3600=(189112000)+12000Qw Qw=26.3 mts^3 /dia
c Qw Xw
VX
= θ θc=9.12 días
Corroborando resultados (^0) d c
k X
1 Y(S S)
θ
θ
θc=9.12 dias
θ
X
S S
V
Q
X
S S
U 0 0 U=0.16 mg DBO/mg SVS-día
U
YU k Yobs d
= Yobs=0.1375 mg SVS/mg DBO
θ
X
S
F /M^0 F/M=0.39 mg DBO/mg SVS
Qe=4500-26.3=4473.7 mts^3 /día
PROBLEMA 5:
S 0 =550 mg/L Y=0.48 mg SVS/mg DBO Se=75 mg/L kd=0.07 dias- Q 0 =800 LPS=69120 mts^3 /dia Qr=420 LPS=36288 mts^3 /dia Xr=Xw=6800 mg/L θ=0.4 días X=3300 mg SVS/L
= θ Q 0
V (^) V=27648 mts 3
k X
Y(S S)
r (^) g' 0 − d θ
= y sustituyendo valores r'g=339 grs SVS/dia-mt^3
Balance de células en el reactor:
BIOMASA QUE ENTRA + BIOMASA PRODUCIDA = BIOMASA QUE SALE
QoXo + QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
y sustituyendo valores r'g=687.5 mg SVS/L-dia=220 grs SVS/dia-mt^3
6800Qr+(27648*339)= 3300Qr +2.28× 108
Qr=62492 mts^3 /dia
Balance de células en el sedimentador (Q 0 +Qr)X= QeXe+ QrXr+ QwXw Xr=Xw=6800 grs SVS/mt^3
Xe=0 (Q 0 +Qr)X=QrXr+ QwXw
(69120+62492)3300=(624926800)+6800Qw Qw=1378.5 mts^3 /dia
c Qw Xw
VX
= θ θc=9.73 dias
Corroborando resultados (^0) d c
k X
1 Y(S S)
θ
θ
θc=9.73 dias
= ^ −
θ
X
S S
V
Q
X
S S
U 0 0 U=0.172 mg DBO/mg SVS-día
U
YU k Yobs d
= Yobs=0.073 mg SVS/mg DBO
θ
X
S
F /M^0 F/M=0.417 mg DBO/mg SVS
Qe=69120-1378.5=67741.5 mts^3 /día
Considerando Pw=Potencia de los aireadores en Kw P 2 =1.7 atm P 1 =1.0 atm w=1.228 Kg/seg R=Cte. general del estado gaseoso=8.314 kJ/kmolºK T=298 ºK e=0.
Pw=146.8 Kw=110 HP
d: Que cantidad de biomasa o células nuevas se producen cada día y cual es el tiempo de residencia de las células en reactor θc:
Vrg´=Q 0 Yobs(S 0 -S)=15100 mts^3 /día×0.45 grs SVS/grs DBO×(300-30)grs DBO/mts^3 =1,834, 650 grs SVS/dia=1834.7 Kgs/dia
rg´=1,834, 650 grs SVS/dia/3600 mts^3 =509.6 grs SVS/dia-mt^3
θ
S S
r (^) su 0 rsu=(300-30)/0.238 días=1134.5 grs DBO/mt^3 -dia
Comprobando el resultado: Yobs=rg´/rsu=509.6 grs SVS/mt^3 -día/1134.5 grs DBO/mt^3 -día=0.45 grsSVS/grs DBO
Para mantener en equilibrio el sistema la cantidad de células o lodos que se deben extraer deben ser igual a la cantidad de biomasa producida QwXw=1,834, 650 grs SVS/dia
c Qw Xw
VX
= θ θc=(3600 mts^3 × 2500 grs SVS/mt^3 )/(1,834, 650 grs SVS/dia)=4.9 días
e: el flujo de lodos que se desechan desde el sedimentador secundario Qw y el flujo de lodos que se recirculan al digestor aerobio Qr, si la concentración de células en el fondo del sedimentador es Xw=8500 grs SVS/mt^3
Si Xw=8500 grs SVS/mt^3 entonces Qw=215.84 mts^3 /dia
Balance de materia en el reactor: QoXo + QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
QoXo≅0 y por lo tanto QrXr+ V(r'g) = (Q 0 +Qr)X
2500 Qr+ 1834.7× 103 = (15100+Qr)2500 Qr=6291.7 mts^3 /dia Qr/Qo=0.
f: cual será el área requerida en el sedimentador secundario, considerando que se tendrán dos sedimentadores y el valor de diseño es de Q/A=30 mts^3 /día-mt^2
Sedimentador secundario: Q/A=30 mts^3 /dia-mt^2
Área requerida es de 15100 mts/día÷ 30 mts^3 /día-mt^2 =503.3 mts^2 Como se tendrán dos sedimentadores, el área de cada sedimentador es de 251.7 mts^2
Diámetro π
4 A
D D=17.9≅18 mts
g: cual será la masa total de lodos que se extrae del reactor si el 88% de la masa de lodos es material orgánico y el resto son arcillas, feldespatos, silicatos, etc. (material inorgánico) Si el porcentaje de lodos es de 88% material volátil y el resto es material inorgánico, entonces la masa total de lodos producida es de 1,834, 650 grs SVS/dia/0.88= 2,084.8 Kgs/dia
h: Si en un espesador estos lodos se compactan hasta un lodo de densidad 1.22 Kgs/lto con un 6% de sólidos totales (volátiles y no volátiles), cual será el volumen de lodos espesados que entran a un digestor anaerobio.
Sólidos totales producidos en un dia: 2084.8 Kgs Si estos lodos se encuentran un una pulpa de 6% de sólidos entonces el peso de la pulpa es de: 2084.8 Kgs sólidos×100 Kg de lodos/6 Kgs de sólidos secos= 34746.7 Kg de lodos Como la densidad es de 1.22 Kg de lodos/L entonces 34746.7 Kgs lodos/L×1 L/1.22 Kgs de lodos= litros o 28.48 mts^3 de lodos.
i: Si en el reactor anaerobio las células se reducen a un 10% de su masa original, cual será la masa de células residual y cual será la composición de los lodos en sólidos volátiles y no volátiles? La masa de células residuales es de 1834.7 Kgs×0.10=183.5 Kgs de células y la masa de sólidos no volátiles originalmente era de 2084.8-1834.7=250.1 Kgs La masa de lodos es ahora de 250.1 Kgs de sólidos no volátiles y 183.5 Kgs de sólidos volátiles=433. Kgs de lodos residuales totales.
[ T v n]
o
exp k M/(Q )
S
S
Qv=10.08 mts^3 /dia/1.77 mts^2
Qv=5.69 mts^3 /dia-mts^2
ln (So/S)=-kTM/Qvn
ln(33/280)=kT(1.2 mts)/( 5.69 mts^3 /dia-mts^2 )0.
kT=4.25 (dias/mt)0.
k 26 =4.25 (días/mt)0.5=constante de tratabilidad a 26ºC ya que a esta temperatura se efectuaron las pruebas. A 20ºC tenemos
k 26 =k 20 (1.035)26-
4.25=k 20 (1.035)^6 k 20 =4.25/1.229=3.
Para la corrección por profundidad de la torre tenemos
k 2 =k 1 (M 1 /M 2 )0. k 2 =3.46(4 mts/1.2 mts)0.3=4.
Efectuando el cálculo para la torre biológica industrial tenemos: So=280 mg/L S=28 mg/L k 20 =4. M=4 mts
S o
lnS
kTD Q (^0) v. 5 =−
Qv=(8.63)^2 =74.4 mts^3 /dia-mts^2 Qv=Q/A y despejando A=6,000/74.4=80.6 mts^2 y como se va a dividir en dos filtros circulares el área por filtro es 80.6 mts^2 /2=40.3 mts^2 y el diámetro de cada filtro es de A=πD^2 /4 y M=7.2 mts
También si existe recirculación en el biofiltro la ecuación de Germain y Schultz se modifica de la siguiente manera:
Para un biofiltro con recirculación empleamos la siguiente formula:
T^ nv
T nv k M/Q
kM/Q
m (^1 R) Re
e S
S −
−
= (^) (5)
Donde:
Sm= Concentración de sustrato en el agua que entra al biofiltro después de mezclarse el agua de alimentación S 0 con el agua de recirculación de concentración S.
1 R
S RS
S m o
Q, So
Q, So
Qr, S
Q, S Q, S
Q+Qr, S
Q+Qr, Sm
Q, S
Sistema de biofiltro con recirculación y sin recirculación
ECUACIONES DE LA NRC (NATIONAL RESEARCH COUNCIL)
Existen otras ecuaciones para evaluar la operación de los filtros biológicos con materiales de roca como medio de empaque. Estas son las ecuaciones de la NRC y son las siguientes:
VF
W
E
1
1
(1 R/10)^2
1 R
F
VF
W
E
2 1
2
− E
Q=W/So=29610 grs/día/250 gr/mt^3 =118.4 mts^3 /día
El flujo promedio de agua esperado es de: 280 L/hab-dia×387 habitantes=108,360 L/día=108 mts^3 /día, por lo tanto se requiere de un flujo con recirculación R=
PROBLEMAS PROPUESTOS
Problema 1: Considere los mismos datos del problema del ejemplo 1. Q=6000 mts^3 /dia So=280 mg/L S=28 mg/L k 20 =4. M=4 mts n=0. Solo que considere la opción de recirculación R=2 (Qr=2Q 0 ) Empleando la ecuación de Germain-Schultz modificada para recirculación, encuentre el área requerida para un biofiltro con recirculación.
Problema 2: Una industria procesadora de lácteos debe cumplir con la norma de descarga que requiere una DBO máxima en el agua de desecho al drenaje de 600 mg DBO/L. El esquema de tratamiento por una empresa especializada en tratamiento de aguas residuales, propone la construcción de una planta procesadora y en su diseño especifica lo siguiente: Un arreglo de dos filtros cada uno de 10 mts. de diámetro, y con 1.5 mts de empaque de roca de 1.5” - 3”.para un primer tratamiento del agua, con una recirculación R=1. Un segundo tratamiento de toda agua en un solo filtro de 12 mts. de diámetro y de 1.5 mts de altura, también con material de roca como empaque con una recirculación de agua tratada R= Los datos del agua residual a procesar son los siguientes; Q=1450 mts3/dia S 0 =1850 mg DBO/L La temperatura esperada en el año es de 25ºC promedio. Usted es el Ingeniero de planta y deberá decidir la compra y construcción de la planta, si con este tipo de arreglo considera se podrá cumplir con las especificaciones de la Junta de Aguas local. Empleando las ecuaciones para diseño de filtros biológicos de la NRC, demuestre si es o no factible el propósito de la planta.
Problema 3: En una fábrica de lácteos se pretende reducir la DBO del agua de desecho desde 850 mg/L que es su valor promedio hasta un agua con una DBO no mayor a 100 mg/L El flujo de agua producido por la empresa de lácteos es de 100 L/min y se tendrá un solo paso de tratamiento, con un solo filtro de roca, con una relación de recirculación R= Cual deberá ser el área de un filtro de este tipo, el cual tendrá una altura de 1.5 mts. en el medio del filtro percolador.? Considere la temperatura promedio del agua de 20ºC
Problema 4: Una planta maquiladora que empaca chiles encurtidos, procesará agua residual con las siguientes características: So=885 mg/L Q 0 =1440 mts^3 /dia Se proyecta tener dos unidades en paralelo de filtros biológicos con medio sintético de empaque y un fabricante ofrece filtros biológicos cerrados con las siguientes características del equipo: De 4.0 mts de diámetro y de 6 mts. de altura en el lecho de empaque. El flujo de agua que entra se distribuye equitativamente en los dos filtros y el agua que se obtiene como efluente se manda a un sedimentador. Se tendrá una relación de recirculación de Qr/Q 0 =R=
Por pruebas efectuadas en una planta piloto del fabricante del equipo se ha encontrado que para este tipo de agua y para biofiltros con una altura de empaque de 6 metros k 20 =1.18 (cte. de tratabilidad a 20ºC). El valor de n en la ecuación de Germain-Schultz es de 0.42 según el fabricante. El objetivo de la planta es cumplir con la norma de calidad de agua para drenaje que exige la Junta de aguas de la localidad y que no debe ser mayor de 30 ppm de DBO. La temperatura de operación y de diseño es de 25ºC a: Es suficiente para cumplir con la norma el arreglo proyectado?. Demuestre su respuesta
Problema 5: Un municipio proyecta dar tratamiento a sus aguas residuales, las cuales se calcula que se vierten en un volumen de 12,000 metros cúbicos por día, en un esquema de tratamiento con un sistema de filtros biológicos o de escurrimiento.
LODOS
LODOS
Agua tratada
D=altura=15 pies Diametro=50 pies
QO=12,000 mts^3 /dia DBO=450 mg/L
DBO=335 mg/L SEDIMENTADOR PRIMARIO (^) SEDIMENTADOR SECUNDARIO
Las características o datos de diseño son: Temp. del agua en invierno: 15ºC Temp. del agua en verano: 24ºC DBO del agua al sedimentador primario: 450 mg/lto DBO del agua a filtros biológicos: 335 mg/lto Un proveedor de equipo ofrece módulos de tratamiento con empaque de medio sintético con recipientes de geometría cilíndrica, de 50 pies de diámetro y 15 pies de altura. Las características de diseño proporcionadas por él son las siguientes: k=0.08 (gal/min)0.5-ft-1^ a 20ºC k es función de la temperatura y varía de acuerdo a la siguiente relación: kT=k20ºC(1.015)(T-20) n=0.55 (dato del fabricante del medio sintético) Se planea instalar dos módulos de 50×15 pies y distribuir el agua en los dos filtros en paralelo, a: Considerando esta información, prediga cual será la DBO del efluente del sedimentador secundario a t=20ºC y cuando R= b: Si R=1.5 cual será la DBO del efluente del sedimentador secundario en invierno (t=15ºC) y en verano (t=24ºC). Nota: Para emplear la cte. de tratabilidad que está en unidades del sistema inglés, el flujo deberá expresarse en gal/min, el área en ft^2 y la profundidad M en pies, Considerando la norma de calidad de efluentes, con una DBO máxima de 30 mg/L, cumplirá esta planta con las expectativas?
Problema 6 : Un rastro industrial desecha aguas con las siguientes características: DBO del agua a procesar = 1850 mg DBO/L Q=1450 mts^3 /dia Se pretende construir dos filtros de roca de 12 metros de diámetro y luego el agua de los dos filtros que sale como efluente se hace pasar por un solo filtro de roca de 15 metros de diámetro. En todos los casos los filtros tienen una altura de 1.50 metros.
