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CAPITULO IVDISEO
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Propuesta de Diseo de Estacin Depuradora de Aguas Residuales Domesticas para el
rea Urbana de Perqun Departamento de Morazn
CapituloIV: Diseo Pgina 98
CAPITULO IV. DISEO
4.1 UBICACIN DE LA EDAR
Para la seleccin del sitio de la EDAR se presenta una matriz con diferentes
criterios ver tabla 4.1, empleando las ponderaciones siguientes:
Excelente (4), Muy Bueno (3), Bueno (2), Regular (1)
TABLA 4.1: Criterios y anlisis de las tres alternativas de ubicacin de la EDAR
N Criterio
A L T E R N A T I V A S1-Crio. La
TejeraPts
2- Entrada aPerqun
Pts
3- Quebradade Perqun
Pts
1Cercana a la zona
urbana o semi-urbana0.5 Km
20.2 Km.
11.5 Km
4
2Tipo de cuerpo
receptorQuebrada de
invierno 2Quebrada de
invierno 2Quebrada
permanente 33 Tenencia de la tierra Privada 2 Privada 1 Municipal 4
4
Segn planos dediseo de
alcantarilladosanitario descargan
en el lugar
No existediseo de
alcantarilladosanitario en la
trayectoria
1
La Tubera dedescarga pasacerca del lugar 3
Lugar dedescarga segn
Diseo 4
5Ubicacin de la
EDAR dentro de loslimites del municipio
Arambala1
Perqun4
Perqun4
6Por las condiciones
topogrficas(pendiente)
Pocapendiente
se requierebombeo
1
pendientemoderada requiere
mayor espaciopara sus unidades
2
Permite realizarun sistemagravitatorio 4
7
Proximidad al rellenosanitario para
disposicin final delodos
Dificulta ladisposicin
final de lodos1
Dificulta ladisposicin final de
lodos 2
Facilita ladisposicin final
de lodos 4
8Cobertura hacia la
tendencia delcrecimiento urbano
No cubre elcasero Casa
Blanca 2
No cubre elcasero Casa
Blanca 1
Cubre laproyeccin de
crecimientourbano
3
9Accesibilidad al lugar
de la EDARCalle asfaltada
4Calle asfaltada
4
CalleempedradaBalastada
2
10 Tipo de suelo Latosoles, Limo arenoso con Limo arenoso
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Propuesta de Diseo de Estacin Depuradora de Aguas Residuales Domesticas para el
rea Urbana de Perqun Departamento de Morazn
CapituloIV: Diseo Pgina 99
arcilloso rojo 2 materia orgnica 1 color blanco 4
11Accesibilidad atendido elctrico
Facilidad deacometida 4
Facilidad deacometida 4
Dificultad deacometida 1
Puntaje 22 25 37Fuente: Realizacin propia
Donde la alternativa 3 (contiguo al relleno sanitario), ubicado en la fig. 4.1
tiene un puntaje de 37 que es el mayor; por lo tanto este es sitio apropiado
Fuente: Centro Nacional de Registro
FIGURA 4.1: Ubicacin de las alternativas para la EDAR
Alternativa 1:Crio La Tejera
Alternativa 3:Quebrada de Perqun
Alternativa 2:Entrada a Perqun
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CapituloIV: Diseo Pgina 100
4.1.1 PRUEBA DE INFILTRACION.
El objetivo de esta prueba es determinar la velocidad en que el agua
penetra en el suelo. La infiltracin mide cuan fcilmente el agua se mueve
verticalmente a travs del suelo.
Segn los resultados de las pruebas de infiltracin (ver tabla 4.2) el suelo se
clasifica como infiltracin lenta lo que es factible por cualquier eventualidad de
rotura o escape de las aguas residuales, de alguna unidad de tratamiento, donde
el riesgo es poco de contaminar el acufero subterrneo.
TABLA 4.2: Calculo de tasa de infiltracin; utilizando la metodologa del infiltr-
metro de doble anillo (ver anexo C).
Tiempo de ensayo No 1
Tasa deInfiltracinColumna1 Columna2 Columna3 Columna4 Columna5
inicio Final IntervaloPuntomedio
Acumulado
Min. Seg. Min. Seg. Min. Min. Min. Mm. /min.
0 32 30 31 29.98 15.53 15.00 1.00
0 24 32 35 32.59 16.98 16.58 0.921
Tiempo de ensayo No 2
0 28 31 10 30.70 15.32 14.85 0.98
0 25 33 15 32.83 16.83 16.41 0.91
Fuente: Realizacin Propia
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CapituloIV: Diseo Pgina 101
4.2 CLCULO DE LA POBLACION FINAL AL PERIODO DE DISEO
Como la tasa de crecimiento es de 4.35% (ver capitulo III numeral 3.1.2.1)
y la poblacin para el ao 2006 es de 1.110 habitantes, considerando un periodo
de vida til de 25 aos y se sustituyen los datos en la ecuacin 3.1 se tiene:
Pf = P1 (1+r)n
P (2031) = 1.110 (1+0.0435)25
P (2031)= 3.218 habitantes
Poblacin final al periodo de diseo es de 3.218 habitantes.
4.3 PARMETROS
Para el diseo de las unidades de tratamiento de las aguas residuales de
este estudio, utilizaremos como parmetro, los resultados de exmenes de
laboratorio de aguas residuales, llevados a cabo en la ciudad de Osicala,
departamento de Morazn, ya que cuenta con servicio de alcantarillado sanitario y
algunas caractersticas similares como: aspectos culturales, econmicos, sociales,
polticos y en cierta medida condiciones climticas. Los resultados de los anlisis
son presentados en la tabla 4.3
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CapituloIV: Diseo Pgina 102
TABLA 4.3: Copia de hoja de anlisis del agua residual extendida por el
Laboratorios Especializados en Control de Calidad ESEBESA S.A. DE CV
La toma de la muestra se realiz en base a los criterios y procedimientos
establecidos por las normas de CONACYT, los cuales se detallan en el anexo A
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CapituloIV: Diseo Pgina 103
4.4 DISEO DE LA ESTACIN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES
PARA LA ZONA URBANA DE PERQUN.
Tomando como referencia la formula emprica de ANDA en relacin DQO/DBO
2.4 se puede utilizar los procesos de tratamiento biolgico.
En donde:
= = 1.57 mg/l
Como el resultado de la relacin es menor que 2.4 se propone un proceso
biolgico para tratar las aguas residuales del municipio de Perqun.
Inicio del proyecto: 2006
Proyeccin de vida til: 25 aos
Culminacin del proyecto: 2031
Calculo de la poblacin a servir: 3,218 habitantes
De las numerales 5 y 6 de la seccin I segn las normas de ANDA se tiene:
Dotacin domestica urbana Q= 125 - 175 l/h/d
Coeficiente para consumo mximo diaria: K1= (1.20 a 1.50)
Coeficiente para consumo mximo horaria: K2 = (1.80 2.40)
Coeficiente de variacin mnima horaria: K3 = (0.10 0.30)
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CapituloIV: Diseo Pgina 104
En el numeral 4 de la seccin II de las normas tcnicas de ANDA determina el
coeficiente de retorno de aguas residuales c = 0.80
Calculo del caudal medio (Qmed da.) a travs de la formula:
Qmed da =
De donde:
p: Poblacin a servir = 3218 hab.
q: Consumo domestico urbano = + 20% por fugas y desperdicio
=180 l/p/d
c: Coeficiente de retorno = 0.80
Caudal Medio diario
qmed da =
qmed da= 5.36 l/s
Caudal mximo horario:
qmax hor= K2 qmd
= 2.4 x 5.36 l/s
= 12.86 l/s
Caudal Mnimo horario:
qmin hor. = K3 qmd
= 0.3 x 5.36 l/s
= 1.61 l/s.
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CapituloIV: Diseo Pgina 105
Caudal Mxima Diario
qmax da. = K1 qmd
= 1.5 x 5.36 l/s
= 8.04 l/s
4.4.1 CALCULO DE LA INFILTRACION
Qinf. =
Qinf=
Qinf= 0.18 l/s
4.4.2 CALCULO DE CAUDALES TOTALES DEL ALCANTARILLADO
Se suman a todos los caudales, el caudal de infiltracin y como el desecho
industrial es cero se calculan los caudales
Qmed da = qmd + Qinf. + Qind
= 5.36 l/s +0.18 l/s
= 5.54 l/s
Qmax da = qmax da + Qinf+ Qind
=8.04 l/s +0.18 l/s
=8.22 l/s
Qmax hor= qmax hor+qinf+ Qind
= 12.86 l/s + 0.18 l/s
= 13.04 l/s
Qmin hor= qmin hor+ Qinf+ Qind
= 1.61 l/s + 0.18 l/s
= 1.79 l/s
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CapituloIV: Diseo Pgina 106
4.4.3 TRATAMIENTO PRELIMINAR (ETAPA I)
Este tratamiento consiste en una serie de procesos fsicos, los cuales tienen el
objetivo de acondicionar las caractersticas del agua, de forma tal que no causen
problemas de operacin y funcionamiento a las siguientes etapas. La utilidad que
esta presenta es la de remover los slidos gruesos, arenas y gravillas; as como
tambin minimizar los efectos negativos al tratamiento. Dentro de las unidades
ms importantes son los que se detallan a continuacin:
4.4.3.1 CANAL DE ENTRADA
Como el dimetro de tubera es de 10 pulgadas equivale a 25 centmetros, ser el
ancho del canal
Por continuidad Q = V. A.
A =
Del numeral 5.3.1.5 literal c, Norma Peruana; Se tomar la velocidad de 0.6 m/s Y
el rea de un rectngulo es A = b. h. sustituyendo el rea tenemos
b. h = h =
h= (13.04 l/s) / (0.25m x 0.6m/s)
h = 0.09m
Se tomar una altura del canal igual a 10 cm.
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CapituloIV: Diseo Pgina 107
4.4.3.2 DISEO DE REJAS.
Cuando las aguas residuales ingresan
a la Estacin Depuradora es importante
retener los slidos gruesos que estas
transportan, para ello se coloca un
rejilla ver Fig. 4.2; los criterios y
clculos de las dimensiones requeridasse presentan a continuacin.
Fig. 4.2: Modelo de Cmara de rejas
Criterios de diseo
- inclinacin de reja
- platinas
- Separacin libre de barra
- Velocidad a travs de reja limpia
- Velocidad a travs de reja obstruida
Calculo de:
rea efectiva (Au)
= 60
=1 pulgada de ancho y espesor
= 1 pulgada
=0.30 m/s
= 0.6 m/s
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CapituloIV: Diseo Pgina 108
Au = =
Calculo de Eficiencia (E)
E =
E = 0.80 80%
rea del caudal a nivel del agua
S =
S = 0.0275m
Tirante (T)
Si el tirante es igual al canal de entrada entonces T= 0.10mts.
Tenemos que:
Ancho de canal para rejas (B)
B =
Donde:
T: tirante
S: rea del caudal a nivel del agua
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CapituloIV: Diseo Pgina 109
B =
B = 0.28 m 0.30m
Usando un ancho de canal para reja de 0.30 cm.
4.4.3.2 DISEO DEL CANAL DESARENADOR
Seguidamente despus de la rejilla, se
instala un canal desarenador (ver Fig.
4.3), con el objeto de retener las arenas
y otros materiales inertes que son
arrastrados por el agua residual,
evitando as daos en las siguiente
etapas del tratamiento y se construirn
dos unidades de desarenadoras, por
ser un proceso no mecanizado, del
mismo modo se presentan los clculos
para su respectivo diseo
Fig. 4.3: modelo de un Canal
desarenador
Con seccin transversal parablica
Q= AV, donde A= HT (para el rea de una parbola)
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CapituloIV: Diseo Pgina 110
Donde:
H: Altura de canal
T: Ancho del canal
Q: Caudal
V: con reja limpia 0.30 m/s
Con Qmax hor= 13.04 l/s = 0.01304 m3/s
Asumiendo ancho de canal (T= 0.30m)
Despejando H y sustituyendo los valores en la ecuacin
Q= H =
H=
H= 0.22 m
Se tomar una altura para el canal desarenador igual a 0.25m Pero para continuar
con los clculos seguiremos con 0.22m
Determinando ancho de la seccin de control.
Tratamiento y Depuracin de Aguasresiduales Pg. 461 Metcaly Eddy)
Para este caso consideramos
eficiencia de remocin de
DBO igual a cero
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CapituloIV: Diseo Pgina 111
Donde:
H: Altura
V: velocidad de reja limpia 0.3 m/s
Vc: velocidad final de la partcula.
g: fuerza de la gravedad = 9.8 m/s
Despejando
=
=
= 0.07m
Profundidad critica: dc = 2
dc = 2x 0.07m
dc = 0.14 m
Despejando Vc
Tratamiento y Depuracin de Aguasresiduales Pg. 461 Metcaly Eddy)
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CapituloIV: Diseo Pgina 112
Vc =
Sustituyendo los valores, tenemos:
Vc =
Vc = 1.17 m/s
Calculando el rea
a =
a =
a = 0.01 m
W =
Con Qme dia = 5.54 l/s = 0.00554 m3/s
a= = = 0.0063 m2
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CapituloIV: Diseo Pgina 113
dc = = 0.08m
Altura de canal (H)
H =
= ) =
H= 0.12 m
Ancho del canal (T)
T= = = 0.23m
Para Qmin hor = 1.79 l/s = 0.00179 m/s
= 0.003 m2
dc = = 0.04m
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CapituloIV: Diseo Pgina 114
H = = 0.06m
T = = 0.15m
CUADRO RESUMEN DE CAUDALES
Caudal (m/s) H (alto) T (ancho)
Qmax hor 0.25m 0.30m
Qmed dia 0.12m 0.23m
Qmin hor 0.06m 0.15m
Largo del canal desarenador
A una velocidad de sedimentacin de 1.12 m/ min, en condiciones de Qmax hor
L =
Donde:
t : tiempo
V: velocidad de partculaL: longitud de desarenador
Dimensionesde canaldesarenador
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CapituloIV: Diseo Pgina 115
t = = 0.27min
L = = 4.82m
=4.82m + 20% por seguridad =1.82m x 1.2 5.85m
Calculo del volumen de arena depositada
Considerando que el volumen de arena retenido ser de 30 lts por cada 1000m 3
de agua, se tiene que:
Varena =
Varena =
Varena = 0.021 m3 /da
Efectuando una limpieza o retiro del volumen de arena cada 8 das, se calcular la
altura que tendr la caja de arena, teniendo un largo de 0.70m 2 y un ancho de
0.80m2 se efectan los clculos mediante la formula
Vol.= B x L x H
Donde:
Vol.: Volumen de arena
B: ancho de la pila
L: largo
H: Altura de profundidad
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CapituloIV: Diseo Pgina 116
Despejando H se tiene:
H=
H=
H= 0.30mts.
Por seguridad se tomar una altura de 0.50 m
4.4.3.3 DISEO DEL CANAL PARSHALL
El medidor de caudal que se disear
consiste en una canaleta parshall (ver
fig.4.4) que est formada por tres partes
principales la entrada principal, la
garganta W o tramo angosto del canal
y la salida o parte divergente
presentando los clculos necesarios
para sus respectivas dimensiones
Fig. 4.4 Modelo de Canaleta Parshall
T= 2W W =
W= = 15 cm.
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CapituloIV: Diseo Pgina 117
Usaremos un W= 15.20 para entrar a la tabla 4.4, donde se utilizar el cuello de la
garganta igual a 6 pulg.
TABLA 4.4: Dimensiones de la canaleta Parshall
W cm. A B C D E F G K N
3 7.6 46.6 45.7 17.8 25.9 38.10 15.20 30.50 2.50 5.70
6 15.20 662.10 61.00 39.40 40.30 45.70 30.50 61.00 7.60 11.4
Fuente: Manual de Hidrulica de Acevedo Neto y Acosta lvarez.
W = Tamao de la garganta
A = Longitud de la pared lateral de la seccin convergente
B = Longitud axial de la seccin convergente
C = Ancho del extremo de aguas debajo de la canaleta
D = Ancho del extremo de aguas arriba de la canaleta
E = Profundidad de la canaleta
F = Longitud de la garganta
G = Longitud de la seccin divergente
K = Diferencia de nivel entre el punto mas bajo de la canaleta y la cresta
N = Profundidad de la depresin en la garganta debajo de la cresta
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CapituloIV: Diseo Pgina 118
DE
ORIE N
TE
UNIVE
RSI
D
DA
SANMIG
UEL,
ELSALVADOR,
CENTR
OAM
ERIAC
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CI A
LA
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RD
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EL
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DIO
"
"
30
DE
OC
TU
BRE
DE
1981
A A
B
Medidor
Pareddeconcretoreforzado
conacero3/[email protected]
Rejillaa60y@1
"de
separacion
Depositoparala
recolecciondearena
DESARENADOR
CANALPARSHALL
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CapituloIV: Diseo Pgina 119
Rejillaa60deinclinacio
n
Bandejametalicade
escurrimientode
solidos
Losadeconcreto
reforzado
conacero3/8@0
.30
mAS,Fc=210Kg/Cm2
Suelocemento1:20
Losadeconcretoreforzado
conacero3/[email protected]
AS,Fc=210Kg/Cm2
Niveldelaguaeneldesarenador
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CapituloIV: Diseo Pgina 120
4.4.4 DISEO DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO (ETAPA II)
La segunda etapa del
tratamiento consiste en la
remocin de los slidos
sedimentables que el agua
residual transporta,
disminuyendo as la carga
orgnica del agua a travs de
los procesos fsicos. Fig. 4.5: Modelo de Sedimentador primario
Esta segunda etapa del tratamiento inicia con la sedimentacin (Ver fig. 4.5), que
es un proceso por medio del cual, los slidos en suspensin son separados del
fluido debido a la accin de la gravedad, asentndose en el fondo del
sedimentador, presentando los clculos necesarios para el dimensionamiento
DATOS:
Qmed dia.= 5.54 l/s = 19.94 m/s
Criterio de velocidad
V1= 6.0 m/h A1 = A1 = A1= 3.32 mts
Eficiencia de remocin de DBO5 = 33%
segn norma peruana numeral 5.4.3.3 litera g
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CapituloIV: Diseo Pgina 121
V2= 4.0 m/h A2 = A 2= A2= 4.9 9 mts
V3= 1.0 m/h A3 = A3= A3 = 19.94 mts
Calculo del rea Superficial Libre
A= A1 + A3
A= 3.32 mts + 19.94 mts
A= 23.26 mts
D= = =5.44m 5.50m
Tiempo de retencin para el caudal promedio 2 horas (tr)
V= Q x t
Donde V: volumen requerido
Q: caudal medio
t: tiempo de retencin
V = 19.94 m/h X 2 h
V= 39.88 m
Numeral 5.4.3.1; literal C deNorma Tecnica Peruanapara Planta de Tratamiento
Aguas Residuales
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CapituloIV: Diseo Pgina 122
Profundidad mxima de la seccin cnica
h1= (R r) tan 60
R: radio superior = 2.75 m
R: radio inferior = 0.5 m
h1: profundidad de seccin cnica
Sustituyendo valores
h1 = (2.75mts 0.5 m) tan 60
h1 = 3.90 m.
V = (r + rR + R) H
V = ((0.5m) + (0.50m x 2.75 m) + (2.75 m) ) x 3.90 m
V= 37.52 m
El volumen requerido es de 39.88 m y el de la seccin cnica de 37.52 mts., por
lo que el volumen restante tendr forma cilndrica y ser de:
Volumen requerido Volumen Seccin cnico
V s/c =39.88 m - 37.52 m
V s/c = 2.36 m
Calculando la altura de la seccin cilndrica del sedimentador tenemos
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CapituloIV: Diseo Pgina 123
Vs/c =A
h2 = =
h2 = 0.10 m
Profundidad de Pantalla
Calculo del rea en seccin de salida de la pantalla es:
A = A1 + A2
A= 3.32 mts + 4.99 mts
A = 8.31 mts
Dimetro (D)
D = = = 3.25m
R= D/2 1.63m
Por relacin de tringulos
hp = = 2.31m
Profundidad de pantalla
2.31m + 10m = 2.41m
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CapituloIV: Diseo Pgina 124
Entrada
PVCDE4"
SalidaPVC
DE4"
S
alidade
lo
dosPVC
de4"
C
D
C
D
N5
N5
N5
N5
N5
N
5
N
5
N5
N5
N5
N5
N5
N5
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CapituloIV: Diseo Pgina 125
SEDIME
NTADORPRIMARIOYSECUNDA
RIO
Nivelmaximo
delagua
Nivelmaximodelodos
Suelocemento1:20
SalidaPVC
de4"
EscalerayPasa
relaMetalica
EntradaPVC
de4"para
sedimentador
N5
N5
N4
N4
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CapituloIV: Diseo Pgina 126
SEDIMENTAD
ORPRIMARIOYSECUNDARIO
Salidadelodos
PV
Cde4"
Nivelm
aximodelodos
Paredesdeladrillohechoa
maquinacolocadode
trinchera
Suelocemento1:20
EscalerayPasarelaMetalica
N4
N4
N5
N5
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CapituloIV: Diseo Pgina 127
4.4.5 DIMENCIONAMIENTO DE FILTROS PERCOLADORES (ETAPA III)
Para el dimensionamiento de los Filtros los datos bsicos son:
- DBO = 187.5 mg/l 33%
- Calidad deseada 60mg/l/s
- Recirculacin= 0 ( f =1)
- Qmed dia = 5.54 l/s = 478.66m3/dia
Para el clculo de los rendimientos de los filtros percoladores se describen por las
ecuaciones de NCR (Nacional Reserarch Council USA), que son expresionesempricas desarrolladas a partir de los registros de datos de las plantas de
tratamiento con la implantacin de filtros percoladores que trabajaban los residuos
de las instalaciones militares durante la segunda guerra mundial, la aplicacin de
estas frmulas est especialmente indicada, para filtros de materiales ptreos de
una o varias fases con relacin a la recirculacin diversas, para el diseo de los
filtros percoladores se uso las ecuaciones NCR.
Calculo de la eficiencia para cada filtro E1 Y E2
E =
Donde:
E = Eficiencia del sistema
So = DBO afluente de entrada a filtro = 187.5 mg/ l/s 33%
= 125.62mg/l/s
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CapituloIV: Diseo Pgina 128
Sf= DBO efluente final o deseada = 60mg/l/s
E =
0.70
E = 70%
E1 + E2 (1 - E1) = 0.70 como E1=E2 entonces
E1 + E1 - E12 = 0.70
2E1 E12
= 0.70
E1 - 2 E1 + 0.70 = 0
Utilizando la cuadrtica:
E1
E1= 0.45
Como E1 = E2 = 0.45
Factor de recirculacin F =
Como R= 0 entonces F = 1
Calculo de carga de DBO del primer filtro
W = DBO inicial x Qmddia
W = 125.63 mg/l x 5.54 l/s
W = 60.13 kg/ da
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CapituloIV: Diseo Pgina 129
Calculo de Volumen de carga de la primera etapa usando la ecuacin
E1 =
0.4425= =
V F= como F=1 entonces
V =
V = 7.88 m3
4.4.5.1 CALCULO DEL REA DEL PRIMER FILTRO
A =
A =
A = 4.5 m
Dimensiones de primer filtro:
Ancho=1.8m
Largo =2.5m
Alto =1.75m
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CapituloIV: Diseo Pgina 130
De donde se tomar un filtro con las dimensiones de L1 = 1.80 m y L2 = 2.50 m. La
longitud mas corta ha sido asumida para evitar elementos de apoyo, para los
canales de distribucin del agua residual en el primer filtro y satisface el rea
calculada.
Calculo de la carga de DBO del primer fi ltro
Carga de DBO =
Carga de DBO =
Carga de DBO = 7.63 kg / m3da
Calculo de la carga hidrulica del primer filtro
Carga hidrulica =
Carga hidrulica =
Carga hidrulica = 4.43 m3 / m2 hrs.
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CapituloIV: Diseo Pgina 131
4.4.5.2 CALCULO DEL SEGUNDO FILTRO
Calculo de la carga de DBO del segundo fil tro
W2 = (1 E1) W1
W2 = (1 0.45) 60.13 Kg./da
W2 = 33.07 Kg. /da
Calculo del volumen del segundo filtro
Se utilizara la frmula de Metcaly- Eddy (Pg. 467)
E2 = , F=1 despejando el volumen se tiene:
V2 = W2
V2 = 33.07
V2 = 14.33 M3
Calculo del rea del segundo filtro
A2 =
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CapituloIV: Diseo Pgina 132
A2 =
A2 8.20 m2
De donde se tomar un segundo filtro con las dimensiones de L1 = 1.80 m y L2
= 4.55 m La longitud mas corta ha sido asumida para evitar elementos de apoyo,
para los canales de distribucin del agua residual en el primer filtro y satisface el
rea.
Calculo de la carga orgnica del segundo filtro
Carga de DBO =
Carga de DBO =
Carga de DBO = 2.31 Kg. / m3 da
Calculo de la carga hidrulica del segundo filtro
Carga hidrulica =
Dimensiones de segundo filtro:
Ancho=1.8m
Largo =4.55m
Alto =1.75m
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CapituloIV: Diseo Pgina 133
Carga hidrulica =
Carga hidrulica = 2.44 m3 / m2 hrs
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CapituloIV: Diseo Pgina 134
Canales
distribuidores
F
F
E
G G
E
Canales
distribuidores
Materialfiltrante
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
N6
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CapituloIV: Diseo Pgina 135
C
analdedistribucin
e
sc.1:25
Canalderecolecciny
evacua
cinesc.1:25
2.0%
2.0%
Canaldedistribuc
in
transversal
Paredesdeladrillohechoa
maquinacolocadode
trinchera
Suelocemento1:20
Suelocemento1:20
Canalderecoleccin
yevacuacin
Materialfiltrante
N5
N5
N5
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CapituloIV: Diseo Pgina 136
Canaldedistribucin
esc.1:25
Canald
erecolecciny
evacuacinesc.1:25C
analesde
distribuicin
Canaldere
colecciny
evacuacin
Suelocement
o1:20
Ca
nalesde
dis
tribuicin
Canalderecolecciny
evacuacin
Suelocemento1:20
N5
N5
N5
N5
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CapituloIV: Diseo Pgina 137
4.4.6 TRATAMIENTO DE LODOS (ETAPA IV)
La expresin lodos se aplica para designar a los slidos que provienen de la
sedimentacin de las aguas negras cuando pasan por el tanque de sedimentacin.
La mayor parte de los lodos producidos por estos tanques son, slidos orgnicos e
inorgnicos presente en el agua cruda, al instante que salen del tanque de
sedimentaciones estas contienen de un 5.00% de slidos y el 95% de agua.
4.4.6.1 PATIO DE SECADO DE LODOS
Los patios de secado de
lodos (ver fig. 4.6) tienen la
funcin exclusiva de
deshidratar los lodos
digeridos a travs de la
exposicin solar y para su
dimensionamiento efectan
los clculos necesarios
para su diseo.
Fig. 4.6 Modelo de Patio de secado
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CapituloIV: Diseo Pgina 138
Datos bsicos para su diseo
Poblacin: 3218 habitantes
Produccin de lodos seco (Pls): 0.10 l/hab/da
Periodo de retencin (Tr): 30 das (Normas Peruanas, ver Anexo E)
Espesor de capa de lodo (Sl): 0.20m
Calculo de volumen necesario
Volumen necesario (Vn) = N de habitantes x Pls x Tr
Vn = = 9.65 m3
Calculo de rea.
An. = =
An = 48.25 m2 + 20% por seguridad = 57.90m2
Se divide el rea total entre 2, para obtener las dimensiones de los dos patios
An =
An1 = 28.95 m2
Se construirndos patios de secados, en sentido paralelo a los otros elementos de
la Estacin Depuradora cuyas dimensiones son de un ancho de 4.0 m y de largo
de 7.25 m
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CapituloIV: Diseo Pgina 139
LEC
HODESECADO1Y2L
ECHODES
ECADO1Y2
I
I
2.0%
TuboPVCde4"
Ladrillodebarrocosido
Arena
Grava
Tubo
PVCde4"
Paredesdeladrillohechoa
maquinacolocado
de
trinchera
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CapituloIV: Diseo Pgina 140
4.4.7 AIREACION EN CASCADA
Para obtener los parmetros del oxigeno disuelto (OD) del cuerpo receptor, uno de
los mtodos mas econmicos es aumentar los niveles de la aireacin en cascada.
Este mtodo consiste en usar la diferencia de cotas disponibles para crear
turbulencia al hacer descender una fina pelcula de agua residual por una serie de
escalones de hormign. El rendimiento depende de la cantidad oxigeno disuelto
requerido para el vertido y de la temperatura del agua residual. En la tabla 4.5 sepresenta la informacin tpica para este tipo de proceso, para facilitar las labores
de construccin
TABLA 4.5: Informacin tpica para proyectos de un sistema de post-aireacin de
cascada.
Elemento Intervalo Tpico
Carga hidrulica a caudal medio deproyecto, m3 / d.m de anchura
1,250 6,200 3000
Dimensiones de los peldaos, cm.Alturalongitud
15-3030-60
2045
Altura de la cascada, cm. 15-40
Fuente: Ing. de Aguas Residuales, Metcalf & Eddy. Tomo I
El mtodo empleado para determinar la altura de la cascada se basa en las
siguientes ecuaciones desarrolladas por Barret en Water Research Laboratorio
Inglaterra:
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CapituloIV: Diseo Pgina 141
H= Unidades en SI
Donde:
R: relacin de dficit =
Cs: Concentracin de saturacin de oxigeno disuelto del agua residual a
temperatura T, mg/l.
CO: Concentracin de oxigeno disuelto a la entrada del sistema de post-aireacin,
mg/l
C: Nivel de oxigeno disuelto final necesario despus de la aireacin, mg/l. (estudio
de OD del cuerpo receptor ver tabla 4.6)
a : Parmetro de calidad del agua, con valor de 0.8 para un efluente de una
estacin depuradora de aguas residuales
b: Parmetro de geometra del vertedero (vertedero b= 1.0; escalones, b= 1.1,vertedero escalonado, b= 1.3).
T: Temperatura del agua, C
H: Altura de cada el agua, m.
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CapituloIV: Diseo Pgina 142
TABLA 4.6 Anlisis de Oxigeno Disuelto del cuerpo receptor.
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CapituloIV: Diseo Pgina 143
Calculo de la aireacin en cascada para la EDAR
DATOS:
Cs = 8.73 mg/l (Anexo D. Pg. 1423 Ing. Aguas Residuales Tomo 2 Metcalf & Eddy)
Co = 1.0 mg/l (Post- aireacin)
C = 4 mg/l 8 mg/l
a= 0.8
b= 1.1 (para escalonado)
Para T=22C (tomado del anlisis de la muestra en tabla 4.2)Relacin de dficit, usando 4 mg/l
R=
R=
R= 1.63
Calculando altura de cascada
H=
H=
H= 0.9859 m. H =1 m
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CapituloIV: Diseo Pgina 144
Relacin de dficit usando 5.23 mg/l (concentracin final necesaria del anlisis de
laboratorio)
R= = = 2.83 mg/l
Calculando altura de cascada
H= = = 2.86 m.
Se tendr una cascada de 15 escalones
Dimensiones de los escalones,
Altura ser de 20 cm.
Longitud ser de 45 cm.
Asumiendo un ancho de 0.60 m.
Adems de las unidades de tratamiento diseadas anteriormente se contara con:
Cerca perimetral.
Portn de acceso principal.
Pozos de registro para aguas provenientes de la Estacin Depuradora hacia el
cuerpo receptor (Quebrada de Perqun)
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CapituloIV: Diseo Pgina 145
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CapituloIV: Diseo Pgina 146
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CapituloIV: Diseo Pgina 147
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CapituloIV: Diseo Pgina 148
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CapituloIV: Diseo Pgina 149
OJWFM!EF!
TVFMP!OBUVSBM
OJWFM!E
F!
TVFMP!O
BUVSBM
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CapituloIV: Diseo Pgina 150
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S S S
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S
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