Problema de descargas (R.S. Ramalho)
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Enunciado del problema La fracción orgánica de las aguas residuales se mide en términos de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que es la cantidad de oxígeno disuelto requerida para biodegradar las sustancias orgánicas que contiene el agua. Si la concentración de oxígeno disuelto (DO) de un cuerpo de agua baja demasiado, los peces del lago o corriente de agua pueden morir. La (EPA) Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos ha establecido niveles mínimos para los lagos en verano de 5 mg/L de oxígeno disuelto. • Si una corriente fluye a razón de 0.3 m 3 /s y tiene una DBO inicial de 5 mg/L antes de pasar por el punto de descarga de una planta de tratamiento de aguas residuales, y la planta descarga 3.785 ML/día de aguas residuales con una concentración de 0.15 g/L de DBO, ¿cuál será la DBO inmediatamente abajo del punto de descarga de la planta? • La planta informa una descarga de 15.8 ML/día con una DBO de 72.09 mg/L. Si la EPA mide el flujo de la corriente antes del punto de descarga e informa un valor de 530 ML/día con 3 mg/L de DBO, y mide la DBO corriente abajo e informa un valor de 5 mg/L, ¿está correcto el informe?
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Enunciado del problema
La fracción orgánica de las aguas residuales se mide en términos de la demandabioquímica de oxígeno (DBO), que es la cantidad de oxígeno disuelto requerida parabiodegradar las sustancias orgánicas que contiene el agua. Si la concentración deoxígeno disuelto (DO) de un cuerpo de agua baja demasiado, los peces del lago ocorriente de agua pueden morir. La (EPA) Agencia de Protección Ambiental de EstadosUnidos ha establecido niveles mínimos para los lagos en verano de 5 mg/L de oxígenodisuelto.
• Si una corriente fluye a razón de 0.3 m3/s y tiene una DBO inicial de 5 mg/L antesde pasar por el punto de descarga de una planta de tratamiento de aguasresiduales, y la planta descarga 3.785 ML/día de aguas residuales con unaconcentración de 0.15 g/L de DBO, ¿cuál será la DBO inmediatamente abajo delpunto de descarga de la planta?
• La planta informa una descarga de 15.8 ML/día con una DBO de 72.09 mg/L. Si laEPA mide el flujo de la corriente antes del punto de descarga e informa un valor de530 ML/día con 3 mg/L de DBO, y mide la DBO corriente abajo e informa un valorde 5 mg/L, ¿está correcto el informe?
Resolución del primer inciso
• Planteamiento del problema (balance de masa).
Punto de descarga
¿DBO?
3.785 ML/día0.15 g/L
0.3m3/s5mg/L
Resolución del primer inciso
• Paso 1: homogenizar unidades
• Para la descarga de la PTAR – 3.785
𝑀𝐿
𝑑í𝑎
1000000𝐿
1𝑀𝐿
1 𝑑í𝑎
24 ℎ𝑟
1 ℎ𝑟
60𝑚𝑖𝑛
1𝑚𝑖𝑛
60 𝑠= 43.81
𝐿
𝑠
– 0.15𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿
100𝑚𝑔
1𝑔= 150
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿
• Para la corriente natural – 0.3
𝑚3
𝑠
100𝐿
1𝑚3 = 300𝐿
𝑠
– 5𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿
Resolución del primer inciso
• Paso 2: se obtiene el flujo de DBO para cada corriente
• Para la descarga de la PTAR
– 43.81𝐿
𝑠150
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿= 6571.50
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑠
• Para la corriente natural
– 300𝐿
𝑠5𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿= 1500
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑠
Resolución del primer inciso
• Paso 3: Se divide la suma de los flujos de DBO ente la suma de los flujos de agua
•6571.50
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑠+1500
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑠
43.81𝐿
𝑠+300
𝐿
𝑠
= 23.48𝑚𝑔 𝐷𝐵𝑂
𝐿
Resolución del segundo inciso
• Planteamiento del problema (balance de masa).
Punto de descarga
¿5mg/L?
15.8 ML/día72.09 mg/L
530 ML/día3mg/L
Resolución del segundo inciso
• Paso 1: Homogenización de unidades y calculo del flujo de DBO
• Para la descarga de la PTAR
• 530,000,000𝐿
𝑑í𝑎3𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿= 1,590,000,000
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑑í𝑎
• Para la corriente natural
• 15,800,000𝐿
𝑑í𝑎72.09
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝐿= 1,139,022,000
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑑í𝑎
Resolución del segundo inciso
• Paso 2: Se divide la suma de los flujos de DBO ente la suma de los flujos de agua
•1,590,000,000
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑑í𝑎+1,139,022,000
𝑚𝑔𝐷𝐵𝑂
𝑑í𝑎
530,000,000𝐿
𝑑í𝑎+15,800,000
𝐿
𝑑í𝑎
= 5𝑚𝑔 𝐷𝐵𝑂
𝐿
• El informe de la EPA es correcto
