Lagunas de Oxidacin

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    DISEO DE LAS LAGUNAS DEDISEO DE LAS LAGUNAS DEOXIDACINOXIDACIN

    PEDRO GRANADOSPEDRO GRANADOS

    GONZALEZGONZALEZ

    20072170212007217021

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    DISEO DE LAGUNAS DE OXIDACIN

    PEDRO GRANADOS GONZALEZ2007217021

    Trabajo prese!a"o #o$o re%&'s'!o e (a #)!e"ra

    DISEO DE PLANTAS DE TRATA*IENTO DE AGUAS RESIDUALES

    ING+ ,RANCISCO GARC-A RENTER-A

    UNI.ERSIDAD DEL *AGDALENA,ACULTAD DE INGENIER-A

    INGENIER-A A*/IENTAL SANITARIASANTA *ARTA D+T+C++

    2012

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    1. INTRODUCCIONLas lagunas de oxidacin son excavaciones de poca profundidad en el cual sedesarrolla una poblacin microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos que

    conviven en forma simbitica y eliminan en forma natural patgenos relacionadoscon excrementos humanos, slidos en suspensin y materia orgnica, causantes deenfermedades tales como el clera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedadesgastrointestinales. Es un mtodo fcil y eficiente para tratar aguas residuales provenientesdel alcantarillado sanitario. Este sistema es efectivo en costos cuando se dispone desuficiente terreno para construirlas es decir, el costo de la tierra no es de un valorlimitante. !"#

    Las lagunas facultativas son aquellas que poseen una zona aerobia y una zona anaerobia,situadas respectivamente en superficie y fondo. $or tanto, en estas lagunas podemosencontrar cualquier tipo de microorganismo, desde anaerobios estrictos en el fangodel fondo hasta aerobios estrictos en la zona inmediatamente adyacente a lasuperficie. %in embargo, los seres vivos ms adaptados al medio sern losmicroorganismos facultativos, que pueden sobrevivir en las condiciones cambiantes deox&geno disuelto t&picas de estas lagunas a lo largo del d&a y del a'o. (dems de lasbacterias y protozoos, en las lagunas facultativas es esencial la presencia de algas, queson las principales suministradoras de ox&geno disuelto. !)#

    Las lagunas de maduracin reciben el efluente de lagunas facultativas y su tama'oy n*mero depende de la calidad bacteriolgica requerida en el efluente final. Las lagunas demaduracin son reservorios de poca profundidad, entre " m y ".+ m. $resentanmenos estratificacin vertical exhibiendo una buena oxigenacin a travs del d&a entodo su volumen. La poblacin de algas es mucho ms diversa en estas lagunas de

    maduracin comparada con las lagunas facultativas. $or ende, esta diversidad de algasincrementa de laguna en laguna a lo largo de la serie. !#

    2+ DISEO DE LAGUNAS ANAERO/IAS

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    El dise'o se desarrollar en base a los datos consignados en la tabla ".

    -abla ". atos iniciales para el dise'o de las lagunas (naerobias

    Parmetro a!or" #m$%S& /."0+

    12 3mg4l45 )+/Tme'(a me)*+a! m+!t(a)+a!

    #me* m* ,r-o& #C&)+

    67 lagunas de(naerobias

    ) 3en paralelo5

    $endiente del talud "8

    2.1. Ca!/+!o 'e! o!+me) 'e !a !a+)a #a&

    Va=DBOQ

    CVa

    onde8

    9:acarga volumtrica. ebe estar entre "//;

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    Va=DBOQd

    CVa

    Va=(250mg /l)(92.5 l /s)(86400s/d )

    (250gDBO /m3dia)(1000mg

    1g )

    Va=7992m3

    2.2. Ca!/+!o 'e! t(emo 'e rete)/(3) 4('r+!(/o #TR5&

    %eg*n el =(% para una temperatura de )+79 el tiempo de retencin hidrulico debe estarentre " y ) d&as. Este viene dado por la siguiente ecuacin8

    TRH=Va

    Qd

    onde el caudal de dise'o debe estar expresado en m4d. $or tanto8

    Qd=7992m3/d

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    TRH= 7992m

    3

    7992m3/d

    TRH=1dia

    2.$. D(me)*(o)am(e)to 'e !a* !a+)a* a)aero6(a*

    2.$.1. Ca!/+!o 'e! !aro 'e !a* !a+)a*

    El largo de las lagunas viene dado por la siguiente ecuacin8

    l=3a

    onde a es el ancho de la laguna el cual se debe asumir y para este caso ser de + m. porlo tanto8

    l=3(35m )=105m

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    (dems de esto y de acuerdo por lo establecido por el =(% asumimos una pendiente de y una profundidad de ).+ m con un borde libre de +/ cm.

    2.. Ca!/+!o 'e! o!+me) e,e/t(o 'e !a* !a+)a* #e&

    El volumen efectivo de las lagunas anaerobias viene dado por la siguiente ecuacin8

    Ve=P

    6[(la)+(l2iP )(a2 iP)+4 (liP )(aiP)]

    onde8

    l=largo de la laguna

    a=anchode la laguna

    P=profundidad de lalaguna

    i=pendiente de la laguna

    Ve=2.5

    6 [(10535 )+(105232.5 )(35232.5 )+4 (10532.5 )(3532.5)]

    Ve=7570m3

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    9omo el volumen de la laguna 3:a5 no es igual al volumen efectivo de la laguna 3:e5redondeamos ese valor y recalculamos el tiempo de retencin hidrulico el cual nos da" d&a.

    2.8. Ca!/+!o 'e! )9mero 'e a:o* ara !a !(m(e;a 'e !a* !a+)a*

    Este viene dado por la siguiente ecuacin.

    n=1000FVLVeTALQd365

    onde8

    FVL= freccion volumen laguna(0.6m3 /1000m3)

    TAL=tasa de acumulacionde lodos (1540)del volumen dela laguna

    n=10000.0067570m3

    0.47992m3365

    n=5aos

    2.

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    Este viene dado por la siguiente ecuacin.

    Vl=0.00156Qd!!

    onde8

    !!=solidos suspendidos(mg/l)

    Qd=caudal dediseo(m3/d )

    Vl=0.001567992m3/d0.4

    Vl=4.98m3

    2.7. D(me)*(o)e* De Lo* =ar(!!o)e*

    El >arillon tendr un ancho en la superficie de m con una profundidad de " m hasta elnivel del terreno. Estn ubicados a lado y lado de las lagunas y estos sernrellenados con la arena que se excave para la realizacin de la laguna. ( dems la parte

    superior de este ser rellenada con csped.

    $. DISEO DE LAS LAGUNAS >ACULTATIAS

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    El dise'o se desarrollar en base a los datos consignados en la tabla ).

    -abla ). atos iniciales para el dise'o de las lagunas ?acultativas

    Parmetro a!or" #m$%'& @AA)

    12 3mg4l45 )+/=adiacin %olar

    3B>4Ca;d5"D"AAA++/

    Tme'(a me)*+a! m+!t(a)+a!#me* m* ,r-o& #C&

    )+

    67 lagunas de(naerobias ) 3en paralelo5

    $endiente del talud "8

    $.1. Ca!/+!o 'e !a /ara m?(ma *+er,(/(a! #C*m&

    Csm=1.937"106R!

    onde =% es la radiacin %olar

    Csm=1.937"106(161999550#$/Had )

    Csm=313.79 %g O2/had

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    $.2. Ca!/+!o 'e! rea 'e !a !a+)a ,a/+!tat(a #A,&

    El rea de la laguna facultativa viene dado por la siguiente ecuacin.

    Af=10DBOQd

    Csm

    Af=10(250mg /l)(7992m3/d )

    313.79 %g O2/had

    Af=63672m2

    $.$. DI@ENSIONES DE LA LAGUNA >ACULTATIA

    $.$.1. Ca!/+!o 'e! a)/4o 'e !a !a+)a

    El ancho de la laguna facultativa viene dado por la siguiente ecuacin.

    a=Af

    3

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    a=63672m

    2

    3

    a=145m

    $.$.2. Ca!/+!o De! Laro De La La+)a

    l=3a

    l=3145m

    l=437m

    $.. Ca!/+!o 'e! o!+me) e,e/t(o 'e !a* !a+)a* #e&

    El volumen efectivo de las lagunas facultativas viene dado por la siguiente ecuacin8

    Ve=P

    6[(la)+(l2iP )(a2 iP)+4 (liP )(aiP)]

    onde8

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    l=largo de la laguna

    a=anchode la laguna

    P=profundidad de lalaguna (asumo una profundidad de 1.5m)

    i=pendiente de la laguna(asumo una pendiente de3)

    Ve=5

    6[(437145 )+(437231.5 )(145231.5 )+4 (43731.5 )(14531.5)]

    Ve=91615m3

    $.8. Ca!/+!o 'e! t(emo 'e rete)/(3) 4('r+!(/o #TR5&

    %eg*n el =(% para lagunas facultativas y para una temperatura de )+79 el tiempo deretencin hidrulico debe estar entre + y / d&as. Este viene dado por la siguienteecuacin8

    TRH=Va

    Qd

    onde el caudal de dise'o debe estar expresado en m4d. $or tanto8

    Qd=7992m3/d

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    TRH=91615m

    3

    7992m3/d

    TRH=11dias

    $.

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    El >arillon tendr un ancho en la superficie de m con una profundidad de ).+ m estnubicados a lado y lado de las lagunas y estos sern rellenados con la arena quese excave para la realizacin de la laguna. ( dems la parte superior de este ser rellenadacon csped.

    . DISEO DE LA LAGUNA DE @ADURACION

    $ara el dise'o del sistema de lagunas de maduracin del presente traba>o se tuvo en cuenta lossiguientes parmetros8

    PARA@ETROS DE DISEOCa+'a! 7992 m4d&a

    >a/tor 'e D(*er*(3) #'& /,""@T(emo 'e Rete)/(3)

    5('r+!(/o6 d&as

    Temerat+ra )+ 79N9mero 'e La+)a* ) Lagunas

    .1. Ca!/+!o De La Co)*ta)te De De/a(m(e)to

    $ara el clculo de la constante de decaimiento se debe tener en cuenta la siguiente ecuacin8

    #&=0,904(1,04)T20

    onde8

    - -emperatura 3795

    Luego la constante de decaimiento es8

    #&=0,904(1,04)2520=1,09

    +2+ Ca(#&(o "e( Coe3#'e!e 4A5

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    El coeficiente 3a5 est dado por8

    a=1+4#&TRHd=

    a=1+41,096d ' as0,31173

    a=3,037

    +6+ Ca(#&(o De La Co#e!ra#' I'#'a( De Co('8or$es ,e#a(es

    La concentracin inicial de la laguna de maduracin ser8

    (0

    (=

    4a e

    (1a)2d

    (1+a)2=

    43,037e(13,037)20,31173

    (1+3,037)2 =0,028)FC/100ml

    (0

    (=0,028)FC/100ml106

    =28364)FC/100ml

    ++ Ca(#&(o De La Co#e!ra#' ,'a( De Co('8or$es ,e#a(es

    La concentracin final de la laguna de maduracin ser8

    (=0,028)FC/100ml28364)FC/100ml=804.5)FC/100ml

    %e cumple el criterio de que la concentracin final de coliformes fecales presentes en la laguna debeser menor a "/// F?94"//ml.

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    +9+ D'$es'oes De La La:&a De *a"&ra#'

    $ara el dimensionamiento de la laguna de maduracin se debe tener en cuente la relacin ancho4largo, L4G. %e debe asumir la profundidad de la laguna, la cual debe encontrarse entre /,A y ",+

    m, para luego determinar el rea, la longitud y el ancho de la laguna.

    %e asume una profundidad de ",+ m, luego el rea de la laguna ser8

    A=(Q /3)TRHprofundidad

    =6d' as[(7992m3/d ' a)/3 ]

    1,5m =10656m2

    El ancho de la laguna estar dado por8

    L=3a * A=aL

    reempla+andose tiene :A=3 a2

    Luego el ancho ser8

    a=

    A3=

    10656m

    2

    3 =60m

    El largo de la laguna ser8

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    L=3a=360m=180m

    +;+ Ca(#&(o De( .o(&$e E8e#!'

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    8. RE>ERENCIAS

    !"# L(HF6(% E 2IJ(9J26 2 E%-(1JLJK(9J26. isponible en la F=L8http844.enziclean.com4articulos4lagunasMdeMoxidacionMoMestabilizacion.html

    !)# L(HF6(% ?(9FL-(-J:(%. isponible en la F=L8http844cidta.usal.es4residuales4libros4logo4pdf4facultativas.$?

    !# L(HF6( E N(F=(9J26 isponible en la F=L8http844.construmatica.com4construpedia4LagunaMdeMNaduraciO9O1n

    !