Vs: volumen de cono sedimentador. (m3)
Vv: volumen que se puede vaciar al lecho de secado, 20% del volumen del cono. (m3)
n: número de veces a vaciar por mes sugerido. Lls: largo de lecho de secado. (m)
87 Alsu: área requerida para percolar. (m2)
f) Volumen que puede variar en el lecho de secado.
Donde:
Vv: volumen que puede variar en el lecho de secado. (m3) Vs: volumen del sedimentador. (m3)
g) Profundidades del lecho de secado.
La profundidad del lecho de secado contara con dos capas una de material granular o piedra picada y la otra de arena, dejando un borde libre donde reposara el lodo que va a ser utilizado como abono a futuro, como se muestra en la siguiente figura.
Figura#21: profundidad del lecho de secado.
88 4.3) Memoria Descriptiva
Ya presentadas las ecuaciones para el cálculo de la planta de tratamiento de aguas residuales, fueron aplicadas para la urbanización “Mis Cariños”, con el caudal establecido por la Gaceta Oficial Nº 4103 Extraordinaria publicado el 2 de junio de 1989, según la cantidad de M2 utilizados.
En el presente proyecto de investigación y diseño fue realizada una hoja de cálculo de la planta de tratamiento para aguas residuales, donde cada componente de la misma fue determinado para obtener dimensiones y valores que sean aprobados bajo el criterio de diseño.
En la primera página de la hoja de cálculo se va a encontrar todos los datos y parámetros de la demanda biológica de oxigeno (DBO) deseados para este diseño, también hay una pequeña leyenda explicando las celdas que se pueden modificar y las que no para introducir datos futuros en caso de ser reutilizado para otro diseño.
El componente principal dentro de la planta de tratamiento es el Reactor Biológico, es donde van a ser dirigidas las aguas residuales y aireadas mediante tuberías ubicadas específicamente, en el mismo se pueden encontrar todos los datos que conforman su cálculo, luego se realizan las ecuaciones a utilizar, que ya fueron desglosadas cada una al principio del capítulo IV del presente proyecto, en la hoja de cálculo también se va a encontrar el volumen del tanque donde se expresa las medidas de ancho, largo y profundidad, expresado que dentro del reactor se encuentran las tuberías de oxigenación o también llamadas sopladores, estas tendrán una cantidad de 3 sopladores, una por cada reactor. Dentro de los
89
sopladores será indicada la potencia requerida por cada uno de ellos, con una serie de elementos que van a conformar, el proceso de diseño.
Luego de esto con una serie de parámetros ya expuestos se va a realizar la selección del soplador en las diversas unidades de medidas, como son unidad de caballos de potencia, unidad de pie cubico por minuto, unidad de revolución por minuto y la unidad depresión libra por pulgada cuadrada.
El cálculo secundario de la planta fue del “Sedimentador”, su forma es de una tolva para facilitar la expulsión de los materiales orgánicos que pasen por él, se encuentra conectada a su vez con una tubería o Bomba Neumo-eyectora tipo Air-Lift encargada de la recirculación del agua al reactor, los cálculos realizados en este componente fueron: áreas, dimensiones (largo, ancho y profundidad), volumen del “Sedimentador”, el número de vertederos o canal colector y la altura de cada uno.
El tercer componente que conforma la planta de tratamiento es la cámara de cloración, en el cálculo se tomará en cuenta la velocidad mínima recomendada, el recorrido en minutos, y una cantidad de pantallas que permita que el agua realice una ruta factible para su depuración en contacto con el cloro, altura del agua, altura del tanque y el largo, con estos datos se va a obtener el valor del volumen en la cámara de cloración y la distancia a recorrer.
Luego de esto está el lecho de secado, donde van a ir todos los desechos orgánicos para ser utilizadas posteriormente como abono, dentro de este cálculo se van a tomar en cuenta solo las dimensiones y los materiales a utilizar en la profundidad del mismo. Para determinar las dimensiones del lecho de secado fue necesario tomar en cuenta el valor del volumen, un valor determinado de la rata de percolación similar a la de un terreno permeable ya establecido, el área requerida
90
para percolar el agua de un terreno permeable y el número de veces a vaciar por mes.
Con estos datos se calculan las dimensiones del lecho de secado, o se establece un valor adecuado para aceptar esa cantidad de material orgánico, fue tomado en cuenta el material a utilizar en el lecho de secado como base y sub-base, las mismas van a ser de arena y piedra picada con un borde libre para que ingresen los lodos compuestos por desechos orgánicos.
91
4.3) Diagrama de Flujo para Manejo de la hoja de cálculo en Excel
Inicio
Datos de Diseño
Página siguiente
Calculo para planta de tratamiento de aguas residuales
Caudal de diseño
Caudal medio litros por día
DBO (5,20)
Demanda biológica de oxigeno promedio para el agua residual 200mg/l
Sólidos Suspendidos
Sólidos suspendidos promedio para estos líquidos, representa la biomasa activa presente en
contacto con el sustrato 200mg/l
Parámetros esperados DBO (5,20)
Demanda biológica de oxigeno que se quiere llegar después de tratado 60mg/l Reactor Biológico Sedimentador Cámara de Cloración Lecho de Secado
Acumulación de lodo por síntesis y oxidación para sistema de oxidación total Kilos de sólidos contenidos en el aireador. ( ) Concentración de sólidos de aireación en el líquido de la mezcla. Cantidad de sopladores Kilogramo oxigeno por día. Kilogramos de oxigeno entre densidad del aire y
porcentaje de oxígeno. Área superficial resultante para “cs” adaptado. Área superficial resultante para “ds” Dimensiones adoptadas del sedimentador
Área del colector.
Altura del tirante de agua.
Volumen resultante
Volumen que del lecho de secado.
Número de veces a vaciar por mes
Rata de Percolación NOTA: LA NOMENCLATURA ESTABLECIDA SE DESCRIBE AL INICIO DEL CAPITULO IV, EL PRESENTE DIAGRAMA ES UNA GUÍA PARA EL MANEJO DE LA HOJA DE CALCULO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS.
92 Continuación pág. Sólidos suspendidos. Factor de carga. Tiempo medio de resistencia celular o tiempo de detención hidráulica: relación volumen y gasto por día
)
Volumen del tanque
Se coloca la
profundidad del tanque, ancho y largo.
Volumen de aire con condiciones normales.
Volumen de aire
Peso del aire = . / N° de sopladores Capacidad del soplador Aumento de la temperatura Página siguiente Viscosidad del Aire
N° de Reynolds
Potencia del soplador
(p2/p1)*K-(1/k)-1)/ (75*n*e)) Vertederos Número de vertederos Gasto individual por vertederos. Altura útil Volumen total Clorador seleccionado. Área Requerida para percolar Número de lechos de secado Dimensiones por cada lecho de secado, ancho largo,
profundidad
Profundidad: Piedra picada, arena, borde
93
Factor de rozamiento de la tubería según Moody
Diríjase al diagrama de Moody anexo en la hoja de cálculo. Caudal de aire en la tubería de transportación. Continuación pág.
Velocidad del aire en la tubería. Peso específico del aire.
Altura cinética para el cálculo de la pérdida de carga. Valor total de la pérdida de carga en la tubería.
Pérdida de carga total
Selección del soplador
;
Se anexan tablas requeridas para obtener valor del
“RPN”
94 4.3) Cálculos Arrojados por el Programa
Figura#23: Comienzo de Programa.
(Fuente: Propia Excel)
Figura#24: Datos para Reactor Biológico.
95
Figura#25: Dimensiones del Reactor
(Fuente: Propia Excel)
Figura#26: Selección del Soplador
96
Figura#27: Datos para Sedimentador
(Fuente: Propia Excel)
Figura#28: Dimensiones Sedimentador
97
Figura#29: Calculo Vertedero
(Fuente: Propia Excel)
Figura#30: Calculo Cámara de Cloración
98
Figura#31: Calculo Lecho de Secado
(Fuente: Propia Excel)
99 4.6) Planos de la planta de tratamiento.
Plano #1: vista planta, de planta de tratamiento de agua residual. Fuente: Propia.
100
Plano #2: vista planta, de planta de tratamiento de agua residual. Fuente: Propia.
101
Plano #3: vista tridimensional, de planta de tratamiento de agua residual. Fuente: Propia.
102
Plano #4: vista tridimensional, de planta de tratamiento de agua residual. Fuente: Propia.
103
Plano #5: vista tridimensional, de sedimentador. Fuente: Propia.
104
Plano #6: vista tridimensional, de cámara de cloración y sedimentador. Fuente: Propia.
105
Plano #7: vista tridimensional, de rejilla y reactor biológico. Fuente: Propia.
106
Plano #8: vista tridimensional, de sedimentador. Fuente: Propia.
107
Plano #9: viste corte, de planta de tratamiento. Fuente: Propia.