Dimensionamiento de Decantadores Primarios y Lechos Bacterianos en Ingeniería Sanitaria

Decantación PRIMARIA

Diseñar un Decantador Primario circular (diámetro y altura, calcular la purga de fangos, tiempo de funcionamiento de la bomba de purga por ciclo) a partir de los siguientes datos: Qmedia=150m3/h; Qmax=360m3/h;

DBO5

SS afluent=350mg/l; Purgas cada 30min 

CALIDAD DEL EFLUENTE

DBO5EFLUENTE=DBO5x%RendimientE liminacion (tabla decant 1º) 100-30=70%   -> DBO5efl=300x70%=210mg/l;  SSefluente= SSafluentex%Rend.Eliminación=350x40%=140mg/l (100-60=40%)

2) SUPERFICIE NECESARIA Sh=Qmax/Vascmax(tabla); Sh=360/2'5=144m2; Qmedio -> Sh>150/1'3=115m2

3) VOLUMEN NECESARIO

Calculamos el volumen para los 2 tipos de caudales que tenemos:
Qmedio ->TRM>=2h (Tabla3); Qmedio=150m3/h; V=2x150=300m3; Qmax->TRM>=1h; V=1x360=360m3 

4CALCULO Diámetro

Cogemos el valor de la superficie (apartado 2) mas alto.Sh= 144m2 -> Sh=pixD2/4 -> D=raizde Shx4/pi=14m. Recalculamos superficie: Sh=pix14alcuadrado/4=153'93m2

5CARGA SOBRE VERTEDERO (comprobación)

Suponemos un vertedero perimetral: LVERTIDO =pixD=2pixr (Diametral->D)(3 vertederos radiales->3r) Carga=Qmax/pixD=360/pix14=8'20m3/h/m <40>40>

6PURGA DIARIA DE FANGOS

Qmedia ------ ReduccionSS 60% ------ Cf = 3% ; Flujo Másico Diario:V = 150m3/ h x 24h = 3600m3; SSafluente=350x 60% = 210mg/l=0´210 kg/m3; Pf = 3600m3 x0´210 kg/m3 =756kg SS/ dia; 3kgSS->100kgFango 756kgSS->X; X=25200KgFangos=25'2m3Fangos

PURGA DE FANGOS

Se realizan purgas cada 30 minutos(0'5h), por lo tanto:24h/0'5h= 48Purgas; 25'2/48=0'525m3/Purgas; Suponemos un ciclo de 2 minutos de funcionamiento de la bomba: Qbomba=0'525/2=15'75=16m3/h; tdiario=25'2/16x24h=0'066diasx24x60=94'5min; Comprobamos vel d la tubería x ejem diametro100mm. Vef=Q/S; Vef=16/pix(0'1alcuadrado/4)=2037m/h=0'57m/s<0'6 m/s="" no="" cumple.="" para="" corregir="" la="" vel="" aumentams="" el="" caudal:="" qbomba="16-">20m3/h; tdiario=25'2/20x24h=0'05dias=72min; Vef=Q/S=2546m/h=0'71 m/s >0'6m/s SI CUMPLE. Purgafangos=tdiario/purgas=72min/48purgas=1'5min/Purgas
0'6>

LECHOS BACTERIANOS

Diseñar un Proceso biológico de lechos bacterianos para un efluente primario con una DBO5 de 210 ppm, MES de 140 ppm y un contenido en Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV) de un 70 %. La población servida es de 18.000 h-e, siendo el caudal medio Qm de 150 m3/h y un caudal punta Qp de 300 m3/h. Estimar el rendimiento mediante la formula de Tejero con K= 0´02kg DBO5/m2/dia.

FLUJO Másico AFLUENTE

I=QmediodiarioxDBO5=150x24hx0'210=756Kg DBO5/dia

B. Cálculo VOLUMEN LECHO

Consideramos un Lecho de Alta carga->Carga Orgánica(TablaLechosBacterianos ) Una vez en la tabla, consideramos un valor comprendido entre los datos de la tabla (0´5-2´4), cogemos el valor de 1 Kg DBO5/m3/dia (por facilidad en los cálculos). V=I/Cv=756/1=756m3

Diámetro LECHO

Consideramos un valor comprendido entre los datos de la tabla (0´9-2´4m), cogemos el valor de 2m (por facilidad en los cálculos). Superficie=V/altura=756/2=378m2. Para un lecho-> D=raizdeSx4/pi=22m. Para dos lechos ->
 

4) CAUDAL DE RECIRCULACIÓN

Consideramos un valor comprendido entre los datos de la tabla (0´5-1´5), cogemos
el valor de 1´5 (tenemos que coger el mas desfavorable para el dimensionamiento
el peor de los casos). CH1=(Qmax+Qrecirculacion)/Superficie -> Qrecirc=(CH1xsup)-Qmax -> Qrecirc=(1'5x3'78)-300=270m3/h; CH2=(150+270)/378= 1'1m3/m2h ->(0'5-1'5)BIEN; %Recirculacion=Qrecirc/Qmedio=(270/150)x100=180% -> (100-300%)BIEN

RENDIMIENTO

Formula de Tejero ->

 AS=sup especif grava=60m2/m3(tabla)

PRODUCCIÓN DE FANGOS

DBO5afluente=IxR=756x0'70=592'2Kg/día; DATO: 0'5KgSSV/KgDBO5///SSV=0'9SS; Pfangos=DBO5afluentx0'5=592'2x0'5=264 KgSSV/día FANGO PRODUCIDO DEBIDO AL DESPRENDIMIENTO DE BIOMASA
PF1=Pfangos/0'9=264/0'9=294 kgSS/día

FANGO PRDUCIDO POR LA NO Eliminación DE SSF

PRIMARIOS
Sabemos que el % de sólidos en suspensión volátiles es del 70 %, por lo que los fijos
serán el resto (SSV=70% // SSF=30%) SSF=100-70=30% --> SSF = MES x 30% ->SSF = 140 ppmx30%= 42mg/l=42g/m3; PF2=QmxSSF= 150x24hx42=151200gSS/día=151'2 Kg SS/dia; Pft=294+151'2=445Kg SS/día. 3KgSS->100kg

445kgSS->X; X=14833Kg=14'6m3/día