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FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES
INFORME DE PROYECTO: REACONDICIONAMIENTO DE LA PLANTA DE LODOS ACTIVADOS DEL TIPO SBR
Curso : DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO
Docente : Ing. Máximo Baca
Integrantes : Castillo Villegas,Sheyla 043094 - HChinchay Flores, Raúl 051061 - HIparraguirre Ayala, Paul 054058 - HMatos Gutiérrez, Eder 051049 - HMedina Diaz, Luis 043128 - JPampa Tipula Marlene 043108 - IPeña Suyo, Daves 044252 - FQuillos Solorzano Alex 050149 - I
2009- B
Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales
Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
Índice
INTRODUCCIÓN
I. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVOS GENERALES
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
II. PROBLEMÁTICA
III. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
IV. HIPÓTESIS
V. JUSTIFICACIÓN
VI. MARCO TEÓRICO
1. REACTOR DE SECUENCIA TIPO BATCH (SBR) 2. PROCESO SBR 3. COMPONENTES DEL BIO-BATCH4. VENTAJAS 5. BENEFICIO
VII. DESCRIPCION DEL DISEÑO, PROCESO Y DE LA FUNCION
VIII. DESCRIPCION DEL FUNCONAMIENTO GENERAL DE TABLERO DE CONTROL
IX DISEÑO DEL REACTOR DISCONTINUO DE LODOS SECUENCIALES
X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
10.1 MATERIALES Y COSTOS
XI CONCLUSIONES
XII RECOMENDACIONES
X. BIBLIOGRAFÍA
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Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
INTRODUCCIÓN
El tema escogido es "Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales con Alto DBO por el
Método de Lodos Activados", y el proyecto consistirá en la puesta en funcionamiento
de la planta de lodos activados existente y el uso de la misma para el tratamiento de
un agua residual específica con alto DBO (se ha sugerido, provisionalmente, el
tratamiento de las aguas servidas de la facultad). Este sistema actualmente incluye una
serie de sensores y demás equipos de instrumentación.
En el presente informe proporciona datos teóricos de los principales materiales que
constituyen el sistema para el tratamiento de aguas residuales mediante el proceso
biológico de lodos activados así como los pasos a seguir detalladamente para el
armando y funcionamiento del mismo, con la intención de que pueda ser
implementado o mejorado en el futuro.
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Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
I. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVOS GENERALES
Conocer y diseñar un sistema de tratamiento de aguas residuales por lodos activados.
Realizar un rehúso de la misma agua residual ya tratada, por su alto DBO.
Acondicionar un sistema de control a través de diversos equipos (sensores).
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer cuáles son las etapas en el tratamiento de aguas por lodos activados
in situ.
Este sistema contribuirá a la reducción de la concentración de DBO y de la
contaminación de las agua a utilizar bajando la carga orgánica.
Identificar los aspectos más relevantes de los procesos biológicos y químicos
que se dan en este tipo de tratamiento.
Verificar si la actual planta constituye una alternativa económica viable y de
no ser así sugerir las modificaciones que se tendrían que hacer para lograr
ello.
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II. PROBLEMÁTICA
Las aguas residuales son residuos líquidos provenientes de tocadores, baños,
regaderas o duchas, cocinas, etc; que son desechados a las alcantarillas o cloacas. En
muchas áreas, las aguas residuales también incluyen algunas aguas sucias
provenientes de industrias y comercios. La división del agua casera drenada en aguas
grises y aguas negras es más común en el mundo desarrollado, el agua negra es la que
procede de inodoros y orinales y el agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede
ser usada en riego de plantas y reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma
en agua negra.
La práctica de construcción de sistemas de alcantarillas combinadas es actualmente
menos común. Algunas jurisdicciones requieren que el agua de lluvia reciba algunos
niveles de tratamiento antes de ser descargada al ambiente. Ejemplos de procesos de
tratamientos para el agua de lluvia incluyen tanques de sedimentación, humedales y
separadores de vórtice (para remover sólidos gruesos).
III. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Es posible realizar el tratamiento de un agua residual con un porcentaje alto de DBO a
través de la actual planta de lodos activados cumpliendo con los estándares
establecidos, y llevar a cabo el control instrumental de este sistema de forma parcial o
totalmente automatizada mediante equipos adecuados y confiables?
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IV. HIPÓTESIS
Según la información que hemos podido recopilar consideramos que el tratamiento de
un agua residual con alto DBO mediante aireación y manteniendo una concentración
de microorganismos adecuada, parámetros básicos de esta metodología, constituye
una de las mejores alternativas para la depuración de este tipo de aguas y que es
posible construir un sistema en la facultad si se tiene conocimiento de la capacidad
que posee el equipo. Asimismo, luego de una rápida inspección de las posibilidades
que ofrece el mercado en materia de sensores, hemos concluido que con un
asesoramiento adecuado en la parte de instalaciones eléctricas es posible lograr un
control de procesos satisfactorio y confiable.
V. JUSTIFICACIÓN
Actualmente uno de los problemas que más preocupa a la humanidad es la
gran cantidad de contaminantes que se desechan en el agua, especialmente en
países poco desarrollados, es debido a la superpoblación, a la crisis del agua y
al costo de construir sistemas de tratamiento de aguas residuales.
El tratamiento de estas aguas residuales es de gran importancia ya que ofrece
una alternativa de solución a éstos; para que esto se logre se recurre a muchos
métodos de los cuales los más utilizados son los que involucran
microorganismos debido a que son económicos, eficientes y no generan
subproductos contaminantes
El empleo de lodos activados ofrece una alternativa para el tratamiento de
aguas residuales ya que poseen una gran variedad de microorganismos capaces
de remover materia orgánica presente en el agua, esto se ve favorecido por el
uso de reactores que proveen de las condiciones necesarias para la
biodegradación.
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VI.MARCO TEORICO
Reactor de Secuencia tipo BATCH (SBR)
El SBR Bio-Batch TM es un sistema de tratamiento biológico aeróbico que ha sido usado con éxito para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, fue diseñado en USA como una innovación tecnológica alternativa. Los sistemas SBR han sido utilizados extensamente alrededor del mundo durante varias décadas. Estos funcionan al recolectar aguas residuales no tratadas y decantar el agua después de remover contaminantes como DBO, DCO, SST, nitrógeno y fósforo. Esto se lleva a cabo en un proceso en lote que consta de un llenado (ingreso de aguas residuales), aireación (para respiración bacteriana), sedimentación (separación de sólidos) y decantación (evacuación del efluente final).
Bio-Batch TM es un proceso en lote de alimentación interrumpida en el que un flujo continuo de agua es acomodado al alternar un llenado y evacuado mediante la alimentación de dos o más reactores. Para una operación de flujo continuo es necesario al menos dos reactores funcionando de forma alternante.
TANQUE ALIMENTADO:
Las aguas residuales llenan al tanque de
almacenamiento por medio de una bomba de HP de
potencia, la cual la bombea hacia un tanque que se
encuentra a una altura de 2.93 m. y cuyo nivel es
controlado por un sistema de sensor de nivel de
agua por bollas (radar), hasta ese punto, se evitan
la presencia de sólidos suspendidos por acción de
una pequeña rejilla metálica que protege al pie de
check en el punto fijo de la toma de agua. Este tanque de almacenamiento
hace las veces de tanque de homogenización puesto que las aguas que
llegan ahí proceden a sedimentar todas las partículas solidas y llegando a
los tanques de aireación con una menor carga de estas, adicionalmente el
tanque tiene una salida de emergencia regulada por medio de válvulas
manuales, en su desagüe.
Aire
-----------------------------------
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TANQUES RECEPCIONADORES (3 DEL MISMO MODELO):
Luego las aguas discurrirán por gravedad hacia los tanques de aireación por medio de
una tubería de distribución (diámetro 11/2 pulgada) es controlada por medio de una
válvula de dos tiempos (diámetro ½ pulg.) para casos de emergencia o de
mantenimiento de la planta.
Las aguas son llevadas al sistema de tanques tipo lineal (tanques de aireación),en
donde el material orgánico se descompone en le tratamiento biológico, produciéndose
una importante remoción de nitrógeno mediante una desnitrificación simultanea.
Después del tratamiento biológico, tiene lugar la separación final del agua tratada y los
lodos activados en uno de los tanques de función doble del sistema tipo lineal.
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Modelo 3-D de los Reactores de Secuencia Bio-Batch
Planta SBR Bio-Batch
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Proceso SBR
El proceso Bio-Batch TM es una operación en cinco etapas la cual se lleva a cabo en la siguiente secuencia en un ciclo típico de 4 horas.
Secuencia de Llenado y Aireación
Durante esta secuencia, el agua residual no tratada es introducida en el reactor adonde es mezclada y aireada para cumplir con la demanda de oxígeno de diseño. Para incrementar el rendimiento biológico y eliminar las condiciones que promueven el crecimiento de bacteria filamentosa, se diseña la entrada del reactor con un selector. Este consiste en un arreglo de deflectores, el cual está conectado hidráulicamente a los reactores principales. Durante esta secuencia se elimina DBO y se lleva a cabo la nitrificación.
Secuencia de Sedimentación
Después del proceso de aireación, se apaga la entrada del aire y el caudal de entrada es desviado hacia el otro reactor o reactores. Se crea entonces, una condición tranquila en la zona principal de aireación para una sedimentación eficiente del lodo. Durante este periodo se crean condiciones anóxicas/anaeróbicas para la desnitrificación y la eliminación biológica del fósforo.
Ciclo de Llenado y Aireación en
Proceso
Zona del Selector
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Decantación
Después de la sedimentación, el agua supernatante clarificada es decantada como efluente final. Un decantador oscilante o de telescopio es utilizado para remover el supernatante clarificado del tanque.
Secuencia de Llenado/Parado
En cargas reducidas se puede introducir y agregar una secuencia de parado al ciclo de tratamiento. Cuando el sistema está diseñado para eliminación de nutrientes, el tiempo de parado puede ser utilizado durante la secuencia de aireación para crear una condición anóxica/anaeróbica para la desnitrificación y eliminación biológica de fósforo.
Agua decantada por Medio de un
Decantador Telescópico
Válvulas actuadas eléctricamente para
Control de la Alimentación de Aire y
Agua
Decantadores Oscilantes en Fabricación
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Componentes del Bio-Batch TM
Reactor
La estructura del tanque puede ser de acero o concreto armado dependiendo del tamaño de la planta.
Equipo de Aireación y Mezclado
Para optimizar la eficiencia de transferencia de oxígeno y el mezclado se utiliza un sistema de aireación con membrana de burbuja fina.
Decantador
El decantador es el componente principal en el diseño del SBR. Esté deberá remover el efluente tratado debajo de la superficie y sin interrumpir el lodo sedimentado en suspensión de manera que no se atasque en la nata, espuma o el lodo sedimentado.
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Los decantadores oscilantes, vienen provistos de un vertedero longitudinal con un deflector de espuma y es accionado a través de una serie de eslabones por medio de un motor de engranajes y un activador de tornillo. También se fábrica un decantador telescópico (Uniflo) el cual tiene un vertedero longitudinal que se mueve en dirección vertical sobre una tubería telescópica también accionada por un motor de engranajes y un actuador tornillo.
Típicamente los decantadores oscilantes son fabricados con un vertedero de hasta 12 m de longitud y unidades telescópicas con un vertedero de hasta 4m de longitud.
Decantador listo para ser
enviado
Decantador Telescópico
Decantadores en Fabricación
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Sopladores de Aire
Se utilizan sopladores centrífugos de aire o de desplazamiento positivo en el SBR para suplir la demanda de oxígeno del proceso.
Nutrientes
Para aguas residuales industriales es muchas veces necesario agregar nutrientes como nitrógeno y fósforo en forma de urea y fosfato de di-amonio para optimizar la actividad de los microbios. Normalmente las aguas residuales municipales vienen enriquecidas de nitrógeno y fósforo y no será necesario agregar nutrientes adicionales.
Sopladores de Aire bajo Instalación
Sistema para los Nutrientes
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Sistema de Bombeo para Exceso de Lodo
Con el fin de mantener una concentración adecuada de biomasa en el SBR, el exceso de biosólidos deberá ser eliminado del reactor utilizando bombas sumergibles las cuales están programadas para operar automáticamente de acuerdo a los requerimientos del proceso.
Digestor Aeróbico para Lodo
En muchas aplicaciones es necesario proporcionar digestores aeróbicos para almacenamiento y estabilización del lodo. Un sistema de aireación con difusores de burbuja fina es utilizado en el digestor con el fin de mantener condiciones aeróbicas.
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Sistema de Control
Un controlador lógico programable es utilizado para controlar todas las funciones del proceso Bio-Batch. Un sistema de Control SCADA en una PC puede ser proporcionado en caso de ser requerido.
ESQUEMA DEL PROYECTO
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DIAGRAMA DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
CONSUMO ENERGETICO
Bombeo del influente o efluenteSedimentación primaria.
Lodos activados.Procesamiento de los lodos.
Iluminación, monitoreo, controles.Desinfección.
Control de olores.
10-20%2-5%
30-70%10-50%
1-3%1-3%1-2%
VENTAJAS
Altamente eficiente Requiere de poca área de
construcción. Aplicable tanto a pequeñas
comunidades como a grandes ciudades a escala regional.
DESVENTAJAS
Altos costos Requiere de áreas de depósitos de
los lodos residuales. Requiere de alta experiencia
técnica para su operación y mantenimiento.
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Mercado:
• La tecnología reduce las demandas de agua potable.
• Puede reducir la necesidad de sistemas grandes de tratamiento de aguas
residuales, si se utiliza una porción significativa de las aguas residuales son re-
usadas o recicladas.
• La tecnología puede disminuir el volumen de la descarga de aguas residuales,
dando como resultado en condiciones beneficiosas en el impacto del ambiente
acuático.
• El costo capital es de bajo a medio para la mayoría de los sistemas y es
recuperado a corto plazo.
• La operación y mantenimiento es relativamente simple, excepto en los sistemas
de re-uso directos, donde se requiere tecnologías mas extensivas y control de
calidad.
• La provisión de aguas residuales tratadas ricas en nutrientes puede
incrementar la producción agrícola en áreas con escasez de agua.
• Se puede reducir la contaminación de las aguas marinas, ríos y aguas sub-
terráneas.
DESVENTAJAS DEL RE-USO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS
• Si se implementa en gran escala, los beneficios de la provisión puede caer
cuando se reduzca la demanda del uso de agua no potable y la descarga del
agua residual.
• El re-uso de las aguas residuales tratadas puede ser de carácter estacional,
resultando en una sobrecarga de las facilidades del tratamiento y disposición
durante la estación lluviosa.
• Se puede generar problemas de salud, con posibles generación de
enfermedades e irritaciones epidérmicas si las personas entran en contacto
directo con las aguas a re-utilizarse.
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• Se puede generar en el tratamiento gases como el ácido sulfúrico resultando en
problemas de salud.
• En algunos casos, el re-uso de las aguas residuales no es económicamente
factible debido a la necesidad de un sistema adicional de distribución.
• La aplicación de aguas residuales sin tratamiento como agua de irrigación o
inyectadas como aguas de recarga podría resultar en la contaminación de las
aguas sub-terraneas
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VII. DESCRIPCION DEL DISEÑO, PROCESO Y DE LA FUNCION DEL SISTEMA SBR
La planta de lodos activados de tipo SBR se opera con un sistema de tanque tipo T.
el sistema de aireación consistirá en tres tanques biológicos. Dos tanques de función
doble alternaran entre las fases de operación con aireación y fase de operación son de
sedimentación. El tercer tanque funciona solamente con aireación continua.
El sistema de descarga consiste en un par de boyas a las cuales se les ha
implementado un sensor a cada una, de esta manera se ha generado un sistema que
cumple la función de sensor de nivel, estos emiten señales al tablero de control el cual
enciende o apaga la bomba (0.25 hp) según la señal recibida, cuando el volumen de
agua en el tanque llegue a una altura máxima la bomba se enciende para poder
descargar el contenido y cuando el volumen de agua en el tanque llegue a una altura
mínima la bomba se apagará, las funciones de estos sensores están controladas por el
tablero de control que a su vez controlará tres electroválvulas, válvula de llenado,
válvula de clorado y válvula de vaciado. El agua descargada será enviada al tanque de
cloración para recibir tratamiento.
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1. Bomba de 0.25 hp
2. Sistema de boyas.
2
1
Agua descargada al tanque de cloración para recibir tratamiento.
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VII.1 TANQUE ALIMENTADO:
Las aguas residuales llenan al tanque de almacenamiento
por medio de una bomba de HP de potencia, la cual la
bombea hacia un tanque que se encuentra a una altura de
2.93 m. y cuyo nivel es controlado por un sistema de
sensor de nivel de agua por bollas (radar), hasta ese punto,
se evitan la presencia de sólidos suspendidos por acción de
una pequeña rejilla metálica que protege al pie de check
en el punto fijo de la toma de agua. Este tanque de
almacenamiento hace las veces de tanque de homogenización puesto que las aguas
que llegan ahí proceden a sedimentar todas las partículas solidas y llegando a los
tanques de aireación con una menor carga de estas, adicionalmente el tanque tiene
una salida de emergencia regulada por medio de válvulas manuales, en su desagüe.
DATOS
Volumen 126.1 L
Caudal de ingreso 170.34
Tiempo de vaciado 44.42
VII.2 TANQUES RECEPCIONADORES (3 DEL MISMO MODELO):
Luego las aguas discurrirán por gravedad hacia los tanques de aireación por medio de
una tubería de distribución (diámetro 11/2 pulgada) es controlada por medio de una
válvula de dos tiempos (diámetro ½ pulg.) para casos de emergencia o de
mantenimiento de la planta.
Las aguas son llevadas al sistema de tanques tipo lineal (tanques de aireación),en donde el
material orgánico se descompone en le tratamiento biológico, produciéndose una importante
remoción de nitrógeno mediante una desnitrificación simultanea. Después del tratamiento
Aire
-----------------------------------
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biológico, tiene lugar la separación final del agua tratada y los lodos activados en uno de los
tanques de función doble del sistema tipo lineal.
DATOS
Volumen de cada tanque 121.1 L
Caudal de ingreso 1.79 L/min
Caudal de salida 0.8 L/min
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7.2 DESCRIPCION DEL FUNCONAMIENTO GENERAL DE TABLERO DE CONTROL
Comenzamos programando el numero de válvulas a funcionar y el tiempo de
retardo en cada fase, paso seguido, La tarjeta de micro controladora manda una señal
de 8 bits que nos permitirá contralar el tiempo, de las cuales se apreciara con la
tarjeta visualizadora, la cual nos permite observar la información saliente de la tarjeta
controladora y dirigida al comparador. El reloj digital está en funcionamiento como un
reloj normal donde registra el tiempo mínimo de 1 minuto hasta 99 minutos.
El contador ira aumentado hasta llegar al tiempo programado, el micro
controlador verificara su tiempo programado con el tiempo en pantalla, es ahí
entonces cuando por la salida del comparador se obtiene una señal de un bit, el cual va
directamente al contador, quien al recibir dicho pulso , se encarga de incrementar en
una unidad el valor de la cuenta, para así pasar a la siguiente fase, lo que ocurre en la
caja de relays es un cambio en el estado de encendido o apagado de las válvulas, según
la fase en la que nos encontremos, es asi que se logra el control de tiempo y también
el gobierno del numero de válvulas del sistema a controlar. Además en el tablero se
hallan conectados los sensores de nivel, ya en proceso de llenado del tanque, primero
hará contacto con el sensor de mínima, luego hará contacto con el sensor de máxima
donde se iniciara el proceso de vaciado de tanque con la bomba hasta q se vacie el
tanque luego se apagara hasta q los 2 sensores de nivel se desconecten.
DESCRIPCION DE MODULOS:
1.-MICRO CONTROLADOR: El microcontrolador pertenece a la familia 16F87x, que son
una conbinación del PIC 16F84 y los recursos del PIC 16C73 y 74, incorpora la memoria
FLASH, con capacidad de 4K u 8K. Puedes conectar directamente simples leds, display
de segmentos, sensores de temperatura, y luminosidad, o ya para trabajo pesado y
con el uso de otros componentes motores, actuadores, etc.
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2.-TARJETA VISUALIZADORA: es una pantalla de LCD donde vos indica, pevia
decodificacion, el valor decimal de los datos ingresados al comparador. Ademas el
ingreso de tiempo para las fase del proceso.
3.-RELE/RELAY: es un dispositivo electromecánico, que funciona como un interruptor
controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un
electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar
otros circuitos eléctricos independientes.
4.- TECLADO: es un periférico que nos permite ingresar los datos de tiempo al micro
controlador, además nos permite iniciar el proceso.
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Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
DIAGRAMA DE CONEXIONES DE LOS ELEMENTOS ELECTRONICOS
Conexiones del Micro Controlador, Relays, Pantalla visualizador y Teclado
Conexiones de la bomba
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Conexiones del Relays con las electrovalvulas
19Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales
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A
B C
D
A. Pantalla VisualizadoraB. Micro ControladorC. TecladoD. Relays
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IX. DISEÑO DEL REACTOR DISCONTINUO DE LODOS SECUENCIALES
1. Características del agua residuala. Caudal del afluente = 7.655m3/díab. Sólidos suspendidos del afluente = 0.8mg/Lc. Sólidos suspendidos volátiles del afluente = 0.6mg/L d. Temperatura del agua residual = 20ºCe. DBO5 del afluente = 120 mg/L
2. Criterio de diseño y condicionesa. Tiempo de detención hidráulica = 1 díab. F/M de proyecto = 0.1 Kg DBO aplicada/Kg SSVLM.dc. Relación SSVLM/SSLM producida por la conversión de la materia orgánica
del afluente = 0.8d. Coeficiente cinético : Y = 0.65 g/g, Kd = 0.05 d-1
e. Concentración media del fango sedimentado = 8 mg/Lf. Peso especifico del fango = 1.02g. Suponer que cada día se vacía el 60% del volumen del reactorh. Profundidad = 1 mi. Purga de fangos semanalesj. Se estima que el efluente contiene 20 mg/L de sólidos biológicos, de los que
el 65% son biodegradables.k. DBO5 = 0.68 DBOL
l. DBOL de las células = 1.42 veces la concentración de células.m. El agua residual contiene cantidades de nitrógeno, fosforo y otros
nutrientes de trazas adecuadas para el crecimiento biológico.
Desarrollo del diseño:
1. Estimamos la concentración de DBO5 soluble del efluente utilizando la siguiente relación:
DBO5 de efluente = DBO5 soluble del efluente que escapa del tratamiento + DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente.
a. Determinar la DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente La fracción biodegradable de los sólidos biológicos del efluente
(0.65)x(20mg/L) = 13mg/L
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DBOL ultima de los sólidos biodegradables del efluente
13mg/L x1.42 = 18.5mg/L
DBO5 de los sólidos suspendidos del efluente
18.5mg/Lx0.68 = 12.6 mg/L
b. Despejar el valor de la DBO soluble del afluente que escapa al tratamiento
20mg/L = S + 12.6 mg/L
S = 7.4 mg/L
2. Calculamos la concentración de sólidos suspendidos totales y volátiles en el líquido mezcla y la masa de SSV en el reactor.
Los SSV se pueden estimar utilizando la siguiente ecuación:
X = Q.S0/V(F/M)
Dado que el tiempo de retención hidráulica es de 1 día y que el 60% del volumen total del reactor se vacía cada día, el volumen el volumen del tanque necesario será:
V = Q.Tr/%
V = 7.655m3/día x(1 día)/0.6 = 12.758 m3
Utilizando el volumen de tanque calculado la concentración de SSVLM será :
X = (7.555m3/día)x(120 mg/L)/ 12.758 m3 (0.1 Kg DBO aplicada/Kg SSVLM.d)
X = 720mg/L
La concentración total de sólidos suspendidos en el reactor se puede estimar de la siguiente forma:
SST = concentración media de SS inertes del afluente + SSV/0.8
SST = (0.8 – 0.6) mg/L + (720mg/L)/0.8 = 900.2mg/L
La masa de SSV en el reactor es :
Masa de SSV = (12.758 m3).(720mg/L).(1/1000Kg/mg/L)/m3 = 9.186 Kg
La masa total de SS en el reactor es :
Masa total de SS = (12.758 m3).( 900.2mg/L).(1/1000Kg/mg/L)/m3 = 11.485 Kg
19Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales
Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
3. Estimamos el volumen ocupado por el fango sedimentado al final del ciclo de 7 días antes de que se realice la purga del fango del reactor
Determinamos la masa de SS contenida en el reactor al final del ciclo de cada día utilizando la siguiente relación:
Xn = X0 + ∑ [(Pxn)/0.8 + SSin)]
Donde X0 = SS inicial después del vacio
Pxn = sólidos generados durante el n- esimo día debido a la conversión de la materia orgánica contenida en el agua residual.
SSin = sólidos inertes añadidos cada día
Donde el valor de Pxn basado en los SSV se calcula utilizando la siguiente expresión
Pxn = Y(S0 – S)Q((1/1000 L/m3 .Kg/mg) – k1. Xn-1
La masa neta de SSV producida durante el primer día vale
Px1 = (0.65)(120-7.4)(7.655m3)(1/1000 L/m3 .Kg/mg) – (0.05).( 9.186 Kg)
Px1 = 0.102Kg
Los sólidos suspendidos inertes añadidos al primer día valen:
SSi1 = 0.2,( (7.655)(1/1000)= 1.531 mg
La masa de SS contenida en el reactor al final del primer día es:
X1 = 11.485 + 0.102/0.8 + 1.531 x 10-3 = 13.4Kg
Análogamente, la masa neta de SSV producida durante el segundo día será:
Px12 = (0.65)(120-7.4)(7.655m3)(1/1000 L/m3 .Kg/mg)-(0.05).(9.186 Kg + 0.102 Kg)
Px2 = 0.0966 Kg
La masa de SS contenida en el reactor al final del segundo día :
X2 = 13.4Kg + 0.0966 Kg/0.8 + 1.531 x 10-3 = 13.522Kg
19Facultad de Ingeniería Ambiental y de Recursos Naturales
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Día DBO (mg/L) Px ( Kg/d)
SSi
( Kg/d)SST ( Kg)
1 120 0.1020 1.531 x 10-3 13.42 120 0.0966 1.531 x 10-3 13.5223 120 0.0530 1.531 x 10-3 13.5894 120 0.0552 1.531 x 10-3 13.5935 120 0.0553 1.531 x 10-3 13.5936 120 0.0551 1.531 x 10-3 13.5927 120 0.0551 1.531 x 10-3 13.592
4. Determinar el volumen necesario para el almacenamiento del fango:
Vf = 13.592 Kg/ 1.02(1000Kg/m3. 2000/106) = 6.663 m3
El volumen disponible es de 12.758 m3, como se quiere que el volumen necesario para almacenar el fango sea inferior al volumen disponible, el sistema de vacio funcionara adecuadamente.
5. Determinar la profundidad del liquido limpio situado por encima del nivel del fango:
Profundidad total del liquido después de vacio= (1-0.6)x1m = 0.4Profundidad de fango = (0.4m)x(6.663 m3/12.758m3) = 0.21 mProfundidad del liquido limpio = 0.4m – 0.21m = 0.19mSabiendo que :
Datos de sedimentación de SSLM (Metcalf & Eddy)
Asumimos que:
SSLM = 8000 mg/l (por ser el optimo)
Entonces:
SSLM(mg/L) 1600 2500 2600 4000 5000 8000
Velocidad de sedimentación inicial (m/h) 3.3 2.4 1.5 0.6 0.3 0.09
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SSVLM = 6400 mg/L
EDAD PROMEDIO DE LODOS x:
SÍ:
x = AOT * Act.s / ASA (d)
Cuadro Para Hallar La Edad Aerobia De Los Lodos
Temperatura
ºC
Edad aerobia de lodos
Días
Concentración De SS
Kg de SS/m3
14 7 4.50
16 6 4.00
18 5 3.50
>20 4 3.00
Fuente: Manual de operación de la planta de Lodos Activados de Puente Piedra.
Reemplazando en la ecuación (1):
x = 14.6 d
Q = 2.578 m3/d
Y = 0.6
ASA = Edad Aerobia de Lodos = 7 d
x = Edad de Lodos = 14.6 d
AOT = Tiempo de Operac. Aerobia = 80%
Act.s = Cant. Lodos que no se sedimentan = 60%
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SO = 180 mg/l
S = 4.5 mg/l
SSVLM = 6400 mg/l
b = 0.06
VT = 330 L
X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Nº Orden
Actividades Duración Explicación Meses
AGOSTO SEPTIEMBRE1 Elección de
grupo6 días La prolongada
formación del grupo se debió a la inasistencia de los algunos integrantes la 1era semana de clase.
26 al 31
2 Discusión de tema y elección
del proyecto
1 semana Se tardo una semana en decidir el proyecto a realizar por la falta de comunicación entre los integrantes.
1 al 6
3 Reconocimiento del proyecto
elegido
1 día Se reconocieron los equipos que se utilizan, para la elaboración del informe del proyecto.
7
4 Búsqueda de información
4 días Teniendo ya conocimiento de las partes de las que consta el sistema, iniciamos la búsqueda de información para nuestro proyecto.
8 al 11
5 Elaboración del informe del
proyecto
4 días Se otorgo funciones a cada integrante del presente proyecto para el acopio de información del presente informe.
12 al 15
7 Presentación del primer informe del
proyecto
1 día 16
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10.1 Materiales y PresupuestosLa construcción del proyecto a desarrollar, presenta los siguientes materiales obteniéndose el presupuesto siguiente:
1. Descripción de Materiales
ANÁLISIS DE COSTOS
La implementación del proyecto a desarrollar se ha esta establecido en función al siguiente presupuesto:
ENTRADA DE AGUA ENTRADA DE AIRE AEREADORES REBOSE
3 codos de 90º de 1 ½ in 2 te ½ in 12 niples de ½ in 2 buchen de 1 ½ a 1 ¾
in
2 te 1 ½ in 4 codos de ½ in 3 cruces de ½ in 1 tapón de 1 ½ in
1 reducción 1 ½ a 1 in 3 reducciones de ¾ a
½ in
9 codos de ½ in
3 reducciones 1 ½ a ¾ in 3 uniones de ¾ in
3 reducciones 1 ½ a ½ in 3 uniones de ½ in
3 uniones de ½ in ½ m de manguera
negra
3 uniones de ¾ in 5 m de manguera
transparente
3 pistones de plástico 3 pistones de metal
6 abrazaderas de ½ in 6 abrazaderas
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½ m de manguera negra 2 te ½ in
1 m de manguera verde 4 codos de ½ in
3 reducciones de ¾ a
½ in
SALIDA DE LODO SALIDA DE AGUA PANEL (MICROPROCESADOR)
1 codo de 90º de ¾ in 2 codos de 90º de 1 ½ in 1 caja de madera de 25 x 15 cm.
2 T de ¾ in 2 uniones con rosca de 1 ½ in 6 tornillos con tuerca
1 tapón de ¾ in 2 reducciones 1 ½ a ½ in 1 bisagra
3 niples de ¾ in. 1 ½ m de manguera de ¾ in 6 grapas
PRESUPUESTO ANTERIOR
Nro. DESCRIPCION COSTO S/.
1 3 Tanques de fibra 300
2 8 electroválvulas 80
3 9 duchas de plástico 45
4 Tuberías 50
5 Accesorios de tuberías 30
6 3 Soportes de fierro 21
7 3 bases de madera 45
8 6 m de manguera para aire 13
9 8 m de cable eléctrico 8
10 1 compresor 250
11 1 bomba 1/2 HP 50
12 Panel de control 260
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13 1 electroválvulas 10
TOTAL : S/. 1162
Implementación de Materiales Y Presupuesto del Sistema de lodos Activados Tipo SBR
Descripción Cantidad Costo unitario Costo Total
Caja S/.
Cable mellizo 40m 1.80xm 72 S/.
Tubería de luz 6 2.5 15 S/.
codos de 90° 5 40.00 40.00 S/.
Cinta aislante 5 1.00 5.00 S/.
Válvula Check 1 22.00 22.00 S/.
adaptadores 4 S/.
Manguera 1 S/.
Bomba(0.25 Hp) 1 40.00 40.00 S/.
Tubería de PVC 1 S/.
Codos de ½” 4 S/.
boyas 2 17.00 34.00 S/.
Abrazaderas 4 0.50 2.00 S/.
Teflón 5 1.00 5.00 S/.
Pegamento 1 3.50 3.50 S/.
Tornillo de ½” 6 0.10 0.60 S/.
Hoja de Sierra 1 2.00 2.00 S/.
Otros Costos 80.00 S/.
Automatización del tablero 300.00 S/.
Componentes del tablero 250.00 S/.
alambre 1m 1.00 1.00 S/.
Tapón 1 2.5 2.5 S/.
soldimix 1 S/.
triz 1 S/.
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COSTO TOTAL 218.60 S/.
Costos Para Reacondicionamiento de la Planta de Lodos Activados del Tipo SBR
Conclusiones
Se logró poner en funcionamiento a la Planta de Tratamiento de Lodos Activados Secuenciales considerándose por ello un método eficiente para la reducción de la DBO y la remoción parcial del nitrógeno.
El sistema de aireación prolongada es un factor importante en el proceso de tratamiento con lodos activados debido a que proporciona oxígeno a los microorganismos presentes en estos, que son los causantes de la degradación del agua residual, permitiendo en este tratamiento la remoción de la carga orgánica y el nitrógeno de las aguas residuales, como consecuencia disminución del mal olor de estas.
Se realizó el control instrumental de este sistema a través de diversos equipos, como ejemplo, la incorporación de un temporizador manual al sistema de control permitió administrar el tiempo para el buen funcionamiento del ciclo operacional.
Se logró abastecer de agua tratada al proceso siguiente (cloración)
Recomendaciones
Controlar continuamente los parámetros de operación de la planta de tratamiento.
Para evitar la formación de flóculos en el efluente del tanque sedimentador se deberá proporcionar más oxígeno.
Para el control de los malos olores se debe controlar el sistema de aireación.
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Para controlar el contenido excesivo de sólidos suspendidos en el efluente del tanque de aireación durante la sedimentación se deberá extraer el contenido de lodo formado.
ANEXO
Aquí tuvimos que excavar para colocar la base donde va a estar la bomba de ¼ HP, que debe estar
encima del nivel del suelo y cercano al tanque de almacenamiento
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Luego de excavar teníamos que limpiar el tanque de
almacenamiento de los lodos y a su vez observar si la
manguera que está conectada al tanque no esté
doblada porque sino obstruiría la succión de la
bomba
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Teníamos que enterrarlo parejo al nivel del suelo, pero también los cables
tienen que estar enterrados para que no
obstruyan el camino.
Luego de acomodar la caseta donde se
encuentra la bomba y limpiar el tanque
procedimos enterrar cuidadosamente debido a que la manguera está
enterrada.
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También limpiamos los tanques y las tuberías ya que
por no haber tenido mantenimiento s
encontraban sucias.
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La caseta donde se va a encontrar la bomba
tuvimos que reforzarla con malla de metal para evitar
robos.
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Referencias Bibliográficas
RIVAS MIJARES, Gustavo, "Abastecimientos de Agua y Alcantarillados"
Ediciones Vega SRL, Caracas Venezuela, 1983
WALLACE e TIERNAN, "CHLORINATION" Pennwalt Corporation, New Jersey
1999
http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales
http://www.geocities.com/CapeCanaveral/lab/7839/lodo.htm