Objective 3: School Partnering with Parents and its Effect on Retention

Este caudal es el correspondiente a las contribuciones acumuladas que llegan al punto de vertimiento municipal.

ECUACIÓN 13 CAUDAL DE DISEÑO. Q_DISEÑO QMH+ QINF+ QCE

75

 Las infiltraciones de aguas superficiales Q_INF se calculan mediante la ecuación N° 14:

ECUACIÓN 14 CAUDAL DE INFILTRACIÓN. Q_INF = INFILTRACION BAJA ∗ HA

Q_{INF = 0,2 L S}⁄ ∗ 17,77 HA QINF= 3,554 L/S

Donde:

Ha: hectáreas del casco urbano del municipio de Bojacá (17,77 ha). Infiltración baja: 0,05 – 0,2 L/s, para el diseño se escogió 0,2 L/s.

 Para los aportes de aguas lluvias al sistema de alcantarillado sanitario, provenientes de malas conexiones de bajantes de tejados y patios QCE, se calculan

mediante la ecuación N°15, la cual supone un valor de 0,2 L/s* ha en poblaciones con sistema pluvial.

ECUACIÓN 15 CAUDAL CONEXIONES ERRADA. Q_{CE= 0,2 L s}⁄ ∗ ha

Q_{CE = 0,2 L s}⁄ ∗ 17,77 ha QCE = 3,554 L s⁄

76

TABLA 23 RESUMEN DE CAUDALES.

FUENTE: LOS AUTORES.

8.5 CRIBADO

El cribado es la operación utilizada para separar material grueso del agua, mediante el paso de ella por una criba o rejilla.

8.5.1 PÉRDIDAS EN REJILLAS

La pérdida de energía a través de la rejilla en función de la forma de las barras y de la altura o energía de velocidad del flujo entre las barras. Según Kirschmer, la pérdida de energía en una rejilla limpia puede calcularse por la ecuación N° 16. (Romero, 2000)

ECUACIÓN 16 PERDIDAS EN REJILLAS.

H = β (W b) 4 3 ⁄ hv sen θ Donde: H: Pérdida de energía (m). β :1,79 para barras circulares.

W: Ancho máximo de la sección transversal de las barras, en dirección del flujo (m).

b: Espaciamiento o separación mínima entre las barras (m). h_v : Altura o energía de velocidad del flujo de aproximación (m). θ: Ángulo de la rejilla con la horizontal.

77

Para el cálculo del cribado de la planta de tratamiento de agua residual del municipio de Bojacá se tomaron los siguientes datos:

 Área del canal

ECUACIÓN 17 ÁREA DEL CANAL.

A = Q V A = 0,099 m 3 s ⁄ 0,3 m s⁄ A = 0,329 m2  Altura de la lámina de agua (h)

ECUACIÓN 18 ALTURA DE LA LÁMINA DE AGUA.

h = A

Ancho del canal h = 0,329 m

2

0,40 m h = 0,82 m

78  Longitud de la rejilla

ECUACIÓN 19 LONGITUD DE LA REJILLA.

L = h senθ L = 0,82m sen 45° L = 1,16 m  Numero de barras

ECUACIÓN 20 NUMERO DE BARRAS.

N° de barras = Ancho del canal W ∗ b N° de barras = 0,40m

0,015m + 0,03m N° de barras = 9

 Altura del canal:

ECUACIÓN 21 ALTURA DEL CANAL. Altura del canal: altura lamina de agua + 0,15m

Altura del canal: 0,82 m + 0,15 m Altura del canal: 0,97 m

79

En la Tabla N° 24 se muestra el resumen del diseño del cribado: TABLA 24 RESUMEN DEL DISEÑO DE CRIBADO.

FUENTE: LOS AUTORES. 8.6 DESARENADOR

El desarenador, en tratamiento de aguas residuales, se usa para remover arena, grava, partículas u otro material solido pesado que tenga velocidad de asentamiento o peso específico bastante mayor que el de los sólidos orgánicos degradables de las aguas residuales.

El desarenador protege el equipo mecánico del desgaste anormal y reduce la formación de depósitos pesados en tuberías, canales y conductos.

 Longitud de la cámara desarenadora

ECUACIÓN 22 LONGITUD DE LA CÁMARA DESARENADORA L = H ∗ V

VS

L = 0,82m ∗ 0,30 m s⁄ (1,15 m min_60s⁄ ) L = 12,83m

80

Para el diseño la longitud de la cámara desarenadora se aumenta en un 50% L = 12,83m ∗ 1,5

L = 19,31 m

 Tiempo de retención en la cámara desarenadora θ

ECUACIÓN 23 TIEMPO DE RETENCIÓN EN LA CÁMARA DESARENADORA θ = L V ∗ 60 θ = 19,31 m 0,30 m s_{⁄ ∗ 60 s min}⁄ θ = 1,07 min En donde:

H : Altura de la lámina de agua (m) V: Velocidad del flujo es de (m/s). V_S: Velocidad de asentamiento (m/min).

6.7 AIREACIÓN

La aireación es el proceso mediante el cual el agua se pone en contacto íntimo con el aire para modificar las concentraciones de sustancias volátiles contenidas en ella. Su función principal consiste en proporcionar oxígeno y mezcla en los procesos de tratamiento biológico aerobio. Las funciones más importantes son:

81  Transferencia de oxígeno disuelto.

 Remoción de sustancias volátiles productoras de olores.  Remoción de dióxido de carbono.

 Remoción de compuestos orgánicos volátiles.

Los procesos de lodos activados requieren concentraciones de oxigeno disuelto generalmente de 0,2 a 2 mg/L con el fin de asegurar un suministro apropiado de oxigeno para el consumo de los microorganismos responsables del tratamiento.

Para el cálculo del sistema de aireación se requiere hallar la tasa de transferencia real de un cepillo de aireación, se diseña mediante la ecuacion N° 21. (Romero, 2000)

ECUACIÓN 24 TASA REAL DE TRANSFERENCIA.

N = N_oα(1,024)T−20₍βCS(T,A)− C

C_S(20,0) )

En donde:

N= Tasa real de transferencia de oxigeno, (kgO2/mh).

N_o= Tasa nominal de tranferencia de oxigeno en condiciones normales, (kgO2/mh). α= Relación promedio de la tasa de tranferencia de oxigeno en aguas residual, K_La, a la tasa de tranferencia de oxigeno en agua potable. Generalmente igual a o,7- 0,95.

T = Temperatura de diseño °C.

β = Relación entre la concentración de saturación de oxígeno en el agua residual y la concentración de saturación en agua potable, generalmente igual a 0,9 para aguas residuales domésticas.

CS(T,A) = Concentración de saturación de oxígeno disuelto en agua potable, a la

82

CS(20,0) = Concentración de saturación de oxígeno disuelto en agua destilada a

20°C y al nivel del mar, 9,1 (mg/L).

C_S(T,0) = Concentración de saturación de oxígeno disuelto para la tempratura T y 0 msnm.

C = Concentración de saturación de oxígeno disuelto en el zanjón, generalmente de 1 a 1,5 (mg/L).

 Tasa nominal de tranferencia de oxigeno en condiciones normales (N_o).

Para el diseño se escogió aireadores tipo Mamut, mediante la grafica N° 3 extraida del catálogo de la pagina water technologies. Se escogió la maxima tasa nominal de transferencia de oxígeno en condiciones normales de 9 (kgO2/mh), con una inmersión de 0,30m, un diámetro de 1m.y una velocidad de 72 RPM.

GRÁFICA 3 TASA DE TRANSFERENCIA NOMINAL DE OXÍGENO.

83

 Concentración de saturación de oxígeno disuelto para la tempratura T y 0 msnm. ( CS(T,0))

ECUACIÓN 25 CONCENTRACIÓN DE SATURACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO.

C_S(18°C,0)= 14,655 − 0,41022 T° + 0,007991 T°2_{− 0,00007777 T°}3

C_S(18°C,0)= 14,655 − 0,41022 (18°C) + 0,007991 (18°C)2_{− 0,00007777 (18°C)}3

CS(18°C,0)= 9,41 mg/L

 Concentración de saturación de oxígeno disuelto en agua potable, a la temperatura T y altitud A del lugar, (mg/L).( CS(T,A) ).

Por medio de la ecuación N° 26 se halla la presión barométrica del municipio de Bojacá con una altitud de 2598 msnm, la cual es utilizada en la ecuación N° 27.

ECUACIÓN 26 PRESIÓN BAROMÉTRICA.

PA = 760 (1 − A 9450) PA = 760 (1 − 2598msnm 9450 ) PA= 551 mm Hg

ECUACIÓN 27 CONCENTRACIÓN DE SATURACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO EN AGUA POTABLE CS(T,A) = C_S(T,0)∗ P_A 760 CS(T,A)= 9,41 mg/L ∗ 551 mm Hg 760

84

CS(T,A)= 6,82 mg/L

 Tasa real de transferencia de oxígeno, (kgO2/mh). (N)

De acuerdo a la ecuación N° 24 la tasa real de transferencia de oxígeno se halla de la siguiente manera: N = 9Kg O2⁄_mh∗ 0,85 (1,024)18−20₍(0,9 ∗ 6,82 mg l ⁄ ) − 1,5mg⁄_L 9,1 mg/L ) N = 3,72 Kg O2⁄_mh

En la tabla N° 25 y tabla N°26 se muestra el resumen del diseño del equipo de aireación.

TABLA 25 RESUMEN DE DISEÑO DE AIREACIÓN

85

Tabla 26 RESUMEN DE DATOS REQUERIDOS PARA EL DISEÑO DE LA AIREACIÓN

FUENTE: LOS AUTORES.

8.8 ZANJÓN DE OXIDACIÓN

El zanjón de oxidación es un proceso de lodos activados, del tipo de aireación prolongada que usa un canal cerrado, con dos curvas, para la aireación y mezcla. Como equipo de aireación y circulación del licor mezclado usa aireador mecánicos del tipo cepillos horizontales. El canal de aireación tiene profundidades entre 1,2 y 1,8 en paredes laterales a 45°; sin embargo, se construyen también canales más profundos de 3- 3,6 m. en general el zanjón se reviste de concreto o de otro material apropiado para prevenir la erosión y la infiltración.

El zanjón de oxidación, adecuadamente diseñado y operado, provee remociones promedio de DBO y solidos suspendidos mayores del 85% con aguas residuales municipales; tiene capacidad de efectuar un nivel alto de nitrificación por el tiempo de retención prolongado (24 horas) y contar con edades de lodos mayores de 10 días. (Romero, 2000)

Para el diseño de la PTAR, se calcularon dos zanjones de oxidación, de iguales dimensiones y parámetros. Los dos zanjones de oxidación tienen una longitud menor comparada con el diseño de un zanjón de oxidación. Para el cálculo del zanjón de oxidación se debe tener en cuenta que el caudal de diseño se divide en dos. A continuación, se detallan los parámetros de diseño:

86

TABLA 27 PARÁMETROS PARA DISEÑO DEL ZANJÓN DE OXIDACIÓN.

FUENTE: LOS AUTORES. En donde:

Q

diseño (m_d3) = Caudal de diseño

DBO₍mg L

⁄ ) = Demanda bioquimica de oxígeno A

m (d

−1_{) = Relación alimento- microorganismo}

OD (mg⁄ ) = Oxígeno disuelto _L T(C°_{) = Temperatura de diseño}

PA (mmHg) = Presión barometrica del lugar

Concentracíon S. S (mg⁄ ) = Concentración de solidos suspendidos en el reactor _L

La concentración de DBO del afluente So (208,708 mg/L) es igual a la DBO extraída de Tabla N°1 Propiedades físico – químicas de PTAR municipio Bojacá, suministrada por la secretaria de planeación municipal.

87

Con las siguientes ecuaciones se diseñó un zanjón de oxidación, el cual tiene los mismos parámetros del segundo zanjón:

 Volumen del reactor (m3)

ECUACIÓN 28 VOLUMEN DEL REACTOR.

V = Qdiseño∗ So (_{M) X}A V = 4263,08 m3 d ∗ 208,708 ( mg L ⁄ ) (0,1 d−1_{) ∗ 2000 (}mg L ⁄ ) V = 4448,70 m3

 Tiempo de retención θ (hr) del agua residual dentro del zanjón de oxidación. ECUACIÓN 29 TIEMPO DE RETENCIÓN.

θ = V Qdiseño θ = (4448,70 m 3 4263,08 m_d3 ) ∗24 hr 1 dia θ = 25,04 hr

 Carga orgánica aplicada

ECUACIÓN 30 CARGA ORGÁNICA APLICADA.

DBOA =Qdiseño∗ So 1000

88 DBOA =4263,08 m3 d ∗ 208,708 (mg⁄ )L 1000 DBOA = 889,74 Kg⁄_d

 Oxigeno requerido, suponiendo 1,8 veces la DBOA

ECUACIÓN 31 OXÍGENO REQUERIDO. OR = 1,8 ∗ DBOA

OR = 1,8 ∗ 889,74 Kg⁄_d OR = 1601,53 Kg⁄_d

 Longitud de cepillos requerida para la aireación del zanjón de oxidación. ECUACIÓN 32 LONGITUD DE CEPILLOS.

Lc = ( OR 24 ∗ N) Lc = ( 1601,53 Kg d ⁄ 24 ∗ 3,72 Kg O2⁄_mh) Lc = 14,95m

La longitud total de los cepillos se dividió entre dos, para disminuir su dimensión se colocarán 2 cepillos distribuidos dentro del zanjón de oxidación, los cuales tendrán una longitud de 9 metros cada uno.

89  Carga orgánica volumétrica

ECUACIÓN 33 CARGA ORGÁNICA VOLUMÉTRICA.

COV = Qdiseño∗ So V COV = 4263,08 m3 d ∗ 208,708 ( g m3 ⁄ ) 4448,70 m3 COV = 200 g ⁄_m3_{∗ d} 8.9 SEDIMENTADOR SECUNDARIO

Para el diseño del sedimentador secundario, se tiene en cuenta que el caudal de cada zanjón, se conectan por una tubería de 4 pulgadas de diámetro y llegan al sedimentador con el caudal de diseño total, con base en lo anterior se muestran los siguientes valores:

ECUACIÓN 34 CAUDAL PICO. Q_D = 3Q_MD QD = 3 ∗ 4855,81 m3 d Q_D = 14567,4m 3 d

Cs: carga superficial, para el diseño es de _{50 m d}⁄ Θh: tiempo de retención, para el diseño es de 2 horas.

90  Área superficial (As)

ECUACIÓN 35 ÁREA SUPERFICIAL.

As = Q_D Cs As = 14567,4 m_d3 50 m d⁄ A_s = 291,35m2

 Diámetro del sedimentador secundario (ᴓ)

ECUACIÓN 36 DIÁMETRO DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO.

ᴓ = √AS∗ 4 π 2 ᴓ = √291,35m 2_{∗ 4} π 2 ᴓ = 19,26m  Volumen del sedimentador secundario (V)

ECUACIÓN 37 VOLUMEN SEDIMENTADOR SECUNDARIO. V = QD∗ Θh V = 14567,4m 3 d ∗ (2h ∗ 1 d 24 h) V = 1214m3

91  Altura del sedimentador secundario (H)

ECUACIÓN 38 ALTURA DE SEDIMENTADOR SECUNDARIO.

H = V As H = 1214m 3 291,35m2 H = 4,17 m 8.10 EDAD DE LODOS.

Para el calculo de la edad de lodos se tomo en cuenta el caudal total de diseño dividido entre dos,el cual contempla un solo zanjon de oxidacion, el otro zanjon tiene el mismo diseño calculado a continuacion.

Para la edad de lodos se requiere de los siguientes cálculos:

 DBO SALIENTE CORREGIDA (Sec)

Ecuación 39 DBO saliente corregida. S_ec= S_e− 0,63 SST_e

Sec= 20 mg⁄ − 0,63 ∗ (20 _L mg⁄ ) _L

92

TABLA 28 PARÁMETROS DBO SALIENTE CORREGIDA

FUENTE: LOS AUTORES.

 BIOMASA (VX)

ECUACIÓN 40 BIOMASA.

XV =Y θc Q (SO− Sec) 1 + K_dθ_c En donde:

Y = Coeficiente de crecimiento (mg ssv/ mg DBO). θ_c = Edad de lodos (d).

Q = Caudal (m3/d).

S_O = DBO del afluente (mg/L). S_ec= DBO saliente corregida (mg/L).

Kd= Coeficiente decaimiento endogeno (d−1).

XV = Biomasa (ssv g⁄_{L m3})

XV =

0,4 (mg ssv⁄_{mg DBO}) ∗ 20 d ∗ 4263,08 m3⁄ (208,708 mg/L − 7,4 mg/L)_d 1 + (0,06 d−1_{∗ 20 d)}

93

En la tabla N° 29 se detallan los datos necesarios para la biomasa.

Tabla 29 RESUMEN DATOS DE BIOMASA

FUENTE: LOS AUTORES.

 VOLUMEN BIOMASA (V)

ECUACIÓN 41 VOLUMEN BIOMASA.

V =XV X1

En donde:

XV = Biomasa (ssv g⁄_{L m}3)

X₁= Concentración de solidos suspendidos volátiles en el reactor ( ssv g⁄ ) _L

V = Volumen (m3_). V =3121 ssv g L m3 ⁄ 4 ssv g⁄_L V = 780 m3

94

TABLA 30 RESUMEN DEL VOLUMEN DE LA BIOMASA

FUENTE: LOS AUTORES.

 TIEMPO DE RETENCIÓN (θ_H)

ECUACIÓN 42 TIEMPO DE RETENCIÓN.

θH= V Q En donde: V= Volumen de la biomasa (m3). Q= Caudal de diseño (m3/d). θ_H = Tiempo de retención (hr). θ_H = 780 m 3 (4263,08 m3_{⁄ ) ∗ 1 d 24 hrd} ⁄ θH = 4 hr

TABLA 31 RESUMEN DEL TIEMPO DE RETENCIÓN

95  PRODUCCIÓN DE LODO (PX)

ECUACIÓN 43 PRODUCCIÓN DE LODO.

PX = XV θC En donde: XV = Biomasa (ssv g⁄ ) ∗ m_L 3_. θ_c = Edad de lodos (d). PX = Producción de lodo (kg/d). PX = 3121( ssv g L ⁄ ) ∗ m3 20 d PX = 312 kg/d

Tabla 32 RESUMEN DE PRODUCCIÓN DE LODOS

FUENTE: LOS AUTORES.

 LODO SECO

ECUACIÓN 44 LODO SECO.

Ls = PX 0,8 En donde: PX = Producción de lodo (kg/d). L_s = Lodo seco (kg/d).

96 Ls =

156 kg⁄_d 0,8 Ls = 195,04 kg⁄_d

Tabla 33 RESUMEN LODO SECO

FUENTE: LOS AUTORES.

 CAUDAL DESECHO (Qw)

ECUACIÓN 45 CAUDAL DESECHO.

Qw = LS X₂

En donde:

Ls = Lodo seco (kg/d).

X2 = 80 % de los sólidos suspendidos volátiles en el reactor (X1)

Qw = Caudal desecho (L/d) Qw =

195,04 kg_{⁄ ∗ 1000000 mg kgd} ⁄ 25000 mg/L

97

Tabla 34 RESUMEN DE CAUDAL DESECHO

FUENTE: LOS AUTORES.

 CAUDAL DE RECIRCULACIÓN

ECUACIÓN 46 CAUDAL DE RECIRCULACIÓN.

Q_R = Q X1 X_R− X₁ En donde:

X1= Solidos suspendidos volátiles ( ssv g⁄ ) _L

Q = Caudal de diseño (m3/d). X_R = 80% del X₂ QR = Caudal de recirculación (m3/d). QR= 4263,08 m3⁄ ∗ 4000 mg/L_d 20000mg⁄ − 4000 _L mg⁄ _L QR = 1066 m 3 d ⁄

98

Tabla 35 RESUMEN CAUDAL DE RECIRCULACIÓN

FUENTE: LOS AUTORES.

 RELACIÓN DE RECIRCULACIÓN.

ECUACIÓN 47 RELACIÓN DE RECIRCULACIÓN.

R =QR Q ∗ 100 En donde: Q = Caudal de diseño (m3/d). QR = Caudal de recirculación (m3/d). R = ( 1066 m 3 d ⁄ 4263,08 m3⁄_d) ∗ 100 R = 25%

Tabla 36 RESUMEN RELACIÓN DE RECIRCULACIÓN

99  DÉFICIT DE OXÍGENO.

ECUACIÓN 48 DÉFICIT DE OXÍGENO. DO = 1,5 Q(S0− Sec) − 1,42 (Qw XR)

En donde:

Q = Caudal de diseño (m3/d). XR = 80% del X2

Qw = Caudal desecho (L/d). S_O = DBO del afluente (mg/L). S_ec= DBO saliente corregida (mg/L).

DO = 1,5 ∗ 4263084,57 L d⁄ ∗ (208,708mg⁄ − 7,4_L mg⁄ )_L − 1,42 (7802 L d⁄ ∗ 20000mg⁄ ) _L

DO = 1066 Kg O2⁄_d

Tabla 37 RESUMEN DÉFICIT DE OXÍGENO

100 8.11 LECHO DE SECADO

Consiste en el retiro del agua del lodo reduciendo así su contenido de humedad hasta alcanzar aproximadamente el 85% de humedad. Son comunes las técnicas de secado sobre lechos, filtración al vacío, centrifugación, filtración a presión, vibración sónica o mecánica. Tiene como objetivo el proceso de secado de lodos, reducir los costos de transporte hasta el sitio de disposición final, manejar fácilmente el lodo y aumentar el valor calórico para su incineración.

Se utilizan para deshidratar lodo extendiéndolo sobre una capa de arena de espesor 20 a 25 cm, dejándolo secar. Una vez perdida la humedad, se puede utilizar como material de relleno o fertilizante.

Se identifican como ventajas de los lechos de secado de lodos los siguientes: En la medida que haya terreno disponible, el costo es bajo; no requiere operación especial, bajo consumo de energía, bajo consumo de químicos. Como desventajas de este tipo de reducción de contenido de humedad es el utilizar grandes áreas, requiere lodos estables y sensibles a los cambios de clima. (Romero, 2000)

Para el diseño del lecho de secado de la planta de tratamiento de aguas residuales del municipio de Bojacá, se utilizaron los siguientes datos, de los cuales algunos previamente se calcularon:

 Lodo primario

Tabla 38 DATOS DE LODO PRIMARIO

101 En donde:

Px (kg/d) = Producción de lodo.

θlodo (d) = Tiempo de retención del lodo en el lecho de secado.

Lodo (kg) = Es el lodo producido en el tiempo de retención del lecho de secado.

ECUACIÓN 49 LODO. Lodo (kg) = P_{x (}kg d) ∗ θlodo (d) 𝐩H2O(18°C) (kg/m3)

= Densidad del agua.

Ps (%) = Porcentaje en peso del sólido. SL =Peso específico del sólido.

ECUACIÓN 50 VOLUMEN DE LODO.

V_{L (M}3) = ( LODO_(KG) 𝐩H2O(18°C) (KG/M3) ∗ P_{100 ∗ SL}S (%) )

El cálculo del lodo producido, con el tiempo de retención que el lodo estará en el lecho de secado, se utilizó la ecuación N° 46.

Lodo = 312 kg

d ∗ 15 (d) Lodo = 4681 (kg)

Para el cálculo del volumen de lodos primario se utilizó la ecuación N° 47.

V_{L (m}3) = ( 4681 (kg) 998,68 (18°C) (kg/m3) ∗ 5₁₀₀ (%)∗ 1,01 )

102 V_L = 93 m3

Luego de encontrar el valor del volumen de lodos primario, se calculó el lodo digestor, La digestión de lodos se aplica con el propósito de producir un compuesto final más estable y eliminar cualquier microorganismo patógeno presente en el lodo crudo.

 Calculo lodo digestor

Para el calculo del lodo digestor se deben tener en cuenta los siguientes significados y ecuaciones:

Msv (%) = Porcentaje de masa de los sólidos volátiles en el lodo. Msv (kg) = kilogramos de masa de los sólidos volátiles en el lodo.

ECUACIÓN 51 KILOGRAMOS MASA DE LOS SÓLIDOS VOLÁTILES EN EL LODO

Msv (kg) = lodo (kg) ∗Msv(%) 100

Msf (%) = Porcentaje de masa de los sólidos fijos en el lodo. Msf (kg) = Kilogramos de masa de los sólidos fijos en el lodo.

ECUACIÓN 52 KILOGRAMOS DE MASA DE LOS SÓLIDOS FIJOS EN EL LODO.

Msf (kg) = lodo (kg) ∗Msf(%) 100

SSV =Solidos suspendidos volátiles. SSF = Solidos suspendidos fijos. SS = Solidos suspendidos.

103 ECUACIÓN 53 1 SS= P_SF(%) SSF + P_sv(%) SSV

Psv (%) = Porcentaje del peso de los sólidos volátiles en el lodo.

ECUACIÓN 54 PORCENTAJE DEL PESO DE LOS SÓLIDOS VOLÁTILES EN EL LODO. Psv_(%) = ( Msf_(%) 100 ∗ Msv_(%) 100 ∗ lodo(kg) (Msv(kg)) + ( Msv_(%) 100 ∗ lodo(kg)) )

Psf (%) =Porcentaje del peso del solido fijo en el lodo.

ECUACIÓN 55 PORCENTAJE DEL PESO DEL SOLIDO FIJO EN EL LODO. Psf_(%) = 100 − Psv_(%)

SL = Densidad relativa de los sólidos de los lodos

ECUACIÓN 56. DENSIDAD RELATIVA DE LOS SÓLIDOS DE LOS LODOS

1 SL= Ps(%) 100 SS + Pa(%) 100 Sa

Ps (%) = Porcentaje del peso de los sólidos en el lodo Pa (%) = Porcentaje del peso del agua en el lodo.

104 Sa = densidad relativa del agua en el lodo.

Ms (kg) = masa de los sólidos en el lodo.

ECUACIÓN 57 MASA DE LOS SÓLIDOS EN EL LODO.

Ms (kg) = Msv_(kg)− ((Msv(kg)∗ Msv(%))

100 ) + Msf(kg)

Ps (%) = porcentaje del peso de los sólidos en el lodo. Pa (%) = porcentaje del peso del agua en el lodo.

 Volumen del lodo digestor, con este valor se diseña el lecho de secado. ECUACIÓN 58 VOLUMEN QUE SALE LODO DIGESTOR.

V_m3 = Msv_(kg) p (kg m3) ∗ Ps_(%) 100 ∗ SL p (kg

m3) = densidad del agua a 18 °C

A (m2) = Área del lecho de secado.

ECUACIÓN 59 ÁREA DEL LECHO DE SECADO.

A_(m2₎= V_(m3₎ h(m)

B (m) = Ancho del lecho de secado. L (m) = Longitud del lecho de secado.

105

h (m) = altura de la lámina del lodo en el lecho de secado.

 Por medio de la ecuación N° 51 se calcula la masa de los sólidos volátiles en el lodo.

Msv = 4681 (kg) ∗60(%) 100 Msv = 2808,6 kg

Por medio de la ecuación N° 52 se calcula la masa de los sólidos fijos en el lodo.

Msf = 681 (kg) ∗40(%) 100 Msf = 1872,4 kg

Por medio de la ecuación N° 54 se calcula el Porcentaje de los sólidos volátiles en el lodo. Psv_(%) = ( 40_(%) 100 ∗ 60_(%) 100 ∗ 4681(kg) (2808,6_(kg)) + (60_{100 ∗ 4681}(%) _(kg)) ) Psv = 24 %

De la ecuación N° 53 se calcula los sólidos suspendidos que se encuentran en el lodo. 1 SS= 0,8_(%) 2,5 + 0,2_(%) 1 SS = 1,79

De la ecuación N° 52 se calcula el Porcentaje del peso del solido fijo en el lodo.

Psf = 100 − 24_(%) Psf = 76%

106

Por medio de la ecuación N° 53 se calcula la densidad relativa de los sólidos de lodos, Ps = 5% , Pa = 95 % , Sa =1 (asumidos) 1 SL= 5_(%) 100 1,79+ 95_(%) 100 1 SL = 1,05

De la ecuación N° 54 se calcula la masa de los sólidos en el lodo.

Ms = 2808,6(kg)− (

(2808,6 kg∗ 60(%))

100 ) + 1872,4(kg) Ms = 2995,8 Kg

De la ecuación N° 58 se calcula el Volumen que sale del lodo digestor, con este valor se diseña el lecho de secado.

VL = 2808,6 kg 998.68 (_mkg₃) ∗5(%)

100 ∗ 1,05 VL = 57,1 m3

De la ecuación N° 59 se calcula el área del lecho de secado, asumiendo una altura de la lámina del lodo de 0,3m

A = 57,1(m3) 0,3(m)

A = 190,4(m2₎

Con base al área calculada, se asumió un b=13,6 m, L = 14m, de tal manera que el área de 190,4 m2 sea igual a la multiplicación de b*h.

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Resumen de los datos calculados y asumidos expuestos anteriormente:

Tabla 39 DATOS REQUERIDOS PARA EL LECHO DE SECADO-1

FUENTE: LOS AUTORES.

Tabla 40 DATOS REQUERIDOS PARA EL LECHO DE SECADO-2

FUENTE: LOS AUTORES.

Tabla 41 DATOS REQUERIDOS PARA EL LECHO DE SECADO-3

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Tabla 42 DATOS REQUERIDOS PARA EL LECHO DE SECADO-4

FUENTE: LOS AUTORES.

Tabla 43 DATOS LODO DIGESTOR

FUENTE: LOS AUTORES

8.12 CONDICIONES DE LAS CARACTERISTICAS FÍSICO-QUIMICAS DE LA

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