ESTUDIO DE CASO: CURSO PTAR

Cantidad
Designación Unidad Actual Diseño
2021 2041
Población servida hab 75000 153000
L/s 70 145
Caudal medio de aporte de aguas servidas
m3/d 6048 12528
Caudal máximo de aguas servidas L/s 140 270
Caudal mínimo de aguas servidas L/s 30 76
Concentración de DBO mg/L 320 320
Concentración de DQO mg/L 700 700
Sólidos totales mg/L 950 950
Sólidos en suspensión mg/L 350 350
Sólidos disueltos mg/L 600 600
Temperatura media ambiental °C 19 19
Número de coliformes del afluente CF/100ml 5,00E+07 5,00E+07
 REJAS GRUESAS
Área útil
Qd= 100.00 L/s = 0.1000 m3/s
V= 0.65 m/s
𝑄𝑑=𝐴∗𝑉

Au= 0.15 m2
Observaciones
Se recomienda una limpieza manual, es más simple de usar, ya que una limpieza mecanizda es muy
sofisticada para el lugar.

Número de barras

Fuente: NB-689
b= 0.86 m
e= 15 mm
e= 0.015 m
25-50 mm (Metcalf)
Si=
30-100 mm (NB-689)
Si= 40 mm
Si= 0.04 m

𝑁𝑏=(𝑏+𝑒)/(𝑆𝑖+𝑒)−1

Nb= 14.97 barras

Total Nb= 15.00 barras

Eficiencia
𝐸=𝑆𝑖/
(𝑆𝑖+𝑒) E= 0.73

Longitud de las barras

h= 0.55 m
α= 45 °
𝐿𝑏=ℎ/(𝑠𝑒𝑛(𝛼))

Lb= 0.77 m

Área total
Au= 0.15 m2
E= 0.73
𝐴𝑡=𝐴𝑢/𝐸

At= 0.21 m2
Cálculo del tirante en canal de ingreso a la reja
𝑉=1/
𝑛∗𝑅^(2/3)∗𝑆^(1/2 Ecuación de Manning
)
𝑉=𝑄/𝐴 Ecuación de continuidad

𝑄=𝐴/ 𝑅=𝐷/4
𝑛∗𝑅^(2/3)∗𝑆^(1/2
)
D: Diámetro D= 0.5 m
n: Coef. de rugosidad n= 0.013
R: Radio Hidraúlico R= 0.125
S: Pendiente del canal S= 0.015
Q= 0.4625 m3/s

m3/s q/Q h/D h (m)

Qmax 0.100 0.216 0.49 0.25
Qmed 0.150 0.324 0.39 0.19
Qmin 0.200 0.432 0.27 0.14
Fuente: Elaboración propia

Cálculo de la base del canal

𝐴𝑡=𝑏∗ℎ𝑎

At= 0.21 m2
ha= 0.25 m
bl= 0.3 m
h= 0.55 m
b= 0.86 m

Pérdida de carga
Vr: Velocidad por la reja
ℎ_𝑓=1/0,7∗(( 〖𝑉𝑟〗 ^2−
Va: Velocidad aguas arriba
〖𝑉𝑎〗 ^2)/(2∗𝑔))

Para reja 50% sucia: Vr= 0.65 m/s

𝑉𝑠𝑢𝑐𝑖𝑎=2𝑉𝑟 Vsucia= 1.3 m/s
Va= 0.47 m/s
𝑉𝑎=𝑉𝑟∗𝐸
Con la reja sucia u obstruida en un 50%
se tiene una pérdida de carga de:
hL = 0.11 m

DIMENSIONES DE LAS REJAS GRUESAS

Altura canal h= 0.55 m
Base canal b= 0.86 m
Long. Canal L= 1.55 m
Pendiente S= %
Long. Barra Lb= 0.78 m
Espesor barra e= 15.00 mm
Sep. barras Si= 40.00 mm
Nro. barras Nb= 15 barras

Verificación de la velocidad con respecto a los caudales

Caudal (m3/s) H (m) A=b*H (m2) Au=A*E (m2) V=Q/Au (m/s)
Qmax 0.200 0.25 0.212 0.154 1.300
Qmed 0.150 0.19 0.166 0.121 1.241
Qmin 0.100 0.14 0.117 0.085 1.180
V= 0,4-0,7 m/s
 DESARENADOR
Canal de entrada
Qd= 145.00 L/s =
0.1450 m3/s
V= 0.3 m/s
A= 0.48 m2
b= 1.5 m
h= 0.32 m
ht= 0.52 m
L= 2m

Canal desarenador
Qd= 145.00 L/s = 0.1450 m3/s
Se diseñan 2 canales desarenadores iguales
Q1=Q2= 145.00 L/s = 0.1450 m3/s
Vh= 0.3 m/s Vel. para desarenadores, Metcalf
Vs= 0.024 m/s

Cálculo de la base del canal desarenador

Área de sección transversal
𝑄𝑑=𝐴∗𝑉

A= 0.48 m2
𝐴=b∗h

A: Área del canal h= 0.32 m

b: Base del canal b= 1.5 m
h: Altura de agua bl= 0.2 m
bl: Borde libre ht= 0.52 m
ht: Altura total
Velocidades de paso por el desarenador
Caudales H (m) A (m2) V (m/s) H-z A (m2) V (m/s)
Máximo 0.100 0.32 0.48 0.21 0.32 0.48 0.21
Medio 0.150 0.00 0.00 #DIV/0! 0.00 -0.01 -22.22
Mínimo 0.200 0.00 0.00 #DIV/0! 0.00 -0.01 -29.63
z: 0.0045
Largo del desarenador
𝐿=25∗ℎ

L= 8.06 m

DIMENSIONES DE CADA DESARENADOR

Altura canal h= 0.60 m
Base canal b= 1.50 m
Long. Canal L= 8.10 m

Cálculo del vertedero

Ecuación de Francis Caudal (m3/s) H (m)
0.1450 0.140
𝑄=1,838∗ 〖𝐿∗𝐻〗 ^(3/2 0.0000 0.000
)
0.0000 0.000

Caudal (m3/s) H (m) p (m)

0.1450 0.140 0.18 0.322
0.0000 0.000 0.00 0.000
0.0000 0.000 0.00 0.000

Cálculo del depósito de arena

Ca: Cantidad de arena por m3 de agua servida, 0,03-0,02 L/L

Qmax: Caudal máximo, m3/s
Ca= 0.02 m3/m3
Qmax= 0.1450 m3/s 0.03
V= 0.0029 L/s =
0.25056 m3/d

Dimensiones del depósito de arena

ha: profundidad del depósito, m

t: tiempo de detención, d - 20 a 25 días
t= 20 d
b= 1.3 m
L= 8.06 m
ha= 0.4785 m
DIMENSIONAMIENTO TANQUE IMHOFF
Criterio 1. Cálculo del área de la cámara de sedimentación Ejercicio de aplicación
Paso 1. Cálculo del caudal de tratamiento

Pob = 5000 hab

Dot = 200 l/hab/d
Cont = 80 %
Qm = 800 m3/d

Paso 2. Cálculo de la cámara de sedimentación

Qm = 800 m3/d
Cs = 24 m3/(m2*d)
As = 33.3 m2

Criterio 2. Cálculo del volumen de la cámara de digestión Qm = 800 m3/d

TRH = 0.083 d
Vs = 66.7 m3

DINASBA - relación L/W = 4

As = 33.3 m2
W= 2.9 m
L= 11.5 m

Paso 3. Cálculo de la altura

α= 60 °
h1 = 2.50 m
V1 = 41.67 m3
h2 = 0.75 m
bl = 0.5 m
H= 3.75 m

70
P= 5000
fcr = 0.7
Vd = 245 m3
Criterio 3. Consideraciones para el diseño del área de
ventilación y cámara de natas
e tratamiento

a de sedimentación
 SEDIMENTADOR PRIMARIO
DATOS INICIALES
Información típica para decantadores
AÑO POBLACIÓN Qdt (l/s) Tiempo de detención, h
Año cero 2018 50000 50.00 Carga de superficie, m3/m*día
1° Etapa 2028 70000 100.00 A caudal medio
2° Etapa 2038 100000 150.00 A caudal punta
Carga sobre vertedero, m3/m2*día 10000-40000
Caudal de diseño (serie): Metcalf.
Qd= 37.50 l/s Información típica para decantadores circulares
Qd= 0.038 m3/s Profundidad, m
Los tanques de decantación primaria se proyectan Diámetro, m
para proporcionar un tiempo de detención de 1,5 y Pendiente de la solera, mm/m
2,5 horas para el Caudal Medio del agua residual - Velocidad de los rascadores, r/min
Metcalf.
Metcalf.

CÁLCULO VOLUMEN SEDIMENTADOR CÁLCULO VOLUMEN DE LODOS

DBO= 50 mg/l
𝑉=𝑄∗𝑇𝑅𝐻
SS= 75 mg/l
TRH= 2 hrs Rendimiento de eliminación de sólidos suspendidos
V= 270.00 m3 R(%)= 60 %
TRH= 2.0370 h
CÁLCULO ÁREA Sol. Secos= 45 kg
𝐴=𝑄/𝐶𝑠 Cs: Carga superficial Peso específico del fango
Pespf= 1.03
Cs= 0.3 l/s-m2 CONAGUA Porcentaje de solidos
Cs= 0.0003 m3/m2*s Sol(%)= 6
A= 125.00 m2 Vol= 0.73 m3/10^3m3

CÁLCULO ALTURA PRODUCCIÓN DE LODOS PRIMARIOS

𝐻𝑠=𝑉/𝐴 𝑃𝑓=𝑄∗𝑆𝑆∗%𝐸𝑠𝑠

Hsed= 2.20 m Pf= 145.80 kgSS/día

El valor obtenido se encuentra dentro del rango de

profundidad efectiva: 2,0 - 3,5 m - CONAGUA CAUDAL DE LODO
𝑄𝑓=𝑃𝑓/𝐶𝑓𝑑

CÁLCULO DIÁMETRO Cfd: Concentración de lodos decantados, %

D=√(4𝑉/ Cfd= 30 kg SS/m3
(𝐻∗п)) Qf= 4.86 m3/d

D= 12.60 m VOLUMEN DE PURGA

𝑉𝑝=𝑄𝑓/𝑝𝑝𝑑
 𝑉𝑝=𝑄𝑓/𝑝𝑝𝑑
COMPROBACIÓN CARGA SUPERFICIAL
𝐶𝑠=𝑄/𝐴 ppd: Purgas(extracciones) por día
pph= 2 purga/hr
Cs= 0.0003 m3/m2*s ppd= 48 purga/día
Vp= 0.10 m3/purga
TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICA
TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO POR EXTRACCIÓN
V= 275 m3 Primera aproximación tiempo de funcionamiento de extra
TRH= 2.0370 h Tfe= 2 min
𝑄𝑏𝑒𝑓=𝑉𝑝/𝑇𝑓𝑒
Tubo de descenso
𝐴=𝑄/𝑉 Qbef= 3.04 m3/h
Instalando una bomba de: 4.00
Máxima velocidad = 0,10 m/s su funcionamiento será durante:
Q= 0.038 m3/s 𝑡𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜=𝑄𝑓/𝑄𝑏𝑒𝑓
V= 0.055 m/s
A= 0.6818181818 m2 tdiario= 72.90 min/día
D= 1.00 m Tfe= 1.52 min

Zona de lodos COMPROBACION DE NO-ATASCAMIENTO EN TUBERÍA

Pendiente del fondo 4% Dtuberia= 300 mm
h= 0.3 m 𝑉𝑒𝑓=𝑄𝑏𝑒𝑓/𝐴
A= 125.00 m2
V= 37.5 m3
Para drenaje de lodos, T= 1 hr = Vef= 0.02 m/s
3600 seg Se utilizará un temporizador para arrancar y otro para par
hsed= 2.20 m bomba a los: 2.00 min
con un ciclo de: 30
𝐴=0,74∗𝐴𝑟/𝑡 √ℎ
CANTIDAD DE SS EN LA SALIDA DEL SEDIMENTADOR PRIM

𝑆𝑆𝑒𝑓=𝑆𝑆∗(1−𝑅%𝑆𝑆)∗𝑄𝑑
A= 0.03811102 m2
D= 0.3 m = SSef= 97.20 kg/d
300 mm
CANTIDAD DE DBO EN LA SALIDA DEL SEDIMENTADOR PR
Canal colector de agua sedimentada 𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓=𝐷𝐵𝑂∗(1−𝑅%𝐷𝐵𝑂)∗𝑄𝑑
Dimensiones
1.4 x 7.6 DBOef= 567.00 kg/d
Caudal = 37.50 l/s
Caudal del vertedero determinado por: CANTIDAD DE LODOS (SS)
Qv = 18.75 l/s
2.47 Sol= 97.20 kg/d

VOLUMEN DEL EFLUENTE PRIMARIO

 Vol= 3238.43 m3/d

CONCENTRACIÓN DE SS EN LA SALIDA DEL SEDIMENTADO

CCSS= 30.01 g/m3

CONCENTRACIÓN DE DBO EN LA SALIDA DEL SEDIMENTA

CCDBO= 175.08 g/m3

 Intervalo Típico
1,5-2,5 2

600-800 -
1200-1700 1500
10000-40000 20000

Intervalo Típico
3-4,5 3.6
3--60 12--45
6,25-16 8
0,02-0,05 0.03

de sólidos suspendidos

R%(SS)= 60 % Qd= 0.038 m3/s

R%(DBO)= 30 % Qd= 135.00 m3/h

decantados, %
1%=10 𝑘𝑔𝑆𝑆/𝑚3
 Vef= 0.00 m/s

NTO POR EXTRACCIÓN

po de funcionamiento de extracción:

d: 300

m3/h

EFICIENCIA DEL SEDIMENTADOR

𝐸=(𝑆𝑆𝑎𝑓−𝑆𝑆𝑒𝑓)/
ASCAMIENTO EN TUBERÍA 𝑆𝑆𝑎𝑓

SSaf= 75
Ssef= 30.01
E= 0.60
60.0
para arrancar y otro para parar la

min

IDA DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

Qd= 0.0375 m3/s
𝑆)∗𝑄𝑑
Qd= 135 m3/h
Qd= 3240 m3/d

ALIDA DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

%𝐷𝐵𝑂)∗𝑄𝑑
DBO= 250 mg/l
LA SALIDA DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

N LA SALIDA DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

EDIMENTADOR

mg/L
mg/L

%
DISEÑO REACTOR UASB (CONAGUA, Carlos de Lemos Chernicharo)
Datos de entrada
Gasto de afluente promedio, Qip 100 L/s = 8640 m3/d
Gasto de afluente máximo horario, Qmax-h 125 L/s = 10800 m3/d
DQO afluente promedio, So 500.00 mgO2/l
DBO afluente promedio, So 250.00 mgO2/l
Temperatura del agua residual 20.00 °C

Calcular la carga de DQO en el afluente promedio

𝐿𝑜=𝑆𝑜∗𝑄𝑖𝑝

DQO afluente promedio, So 500.00 mgO2/l = 0.500 kg/m3

Gasto de afluente promedio, Qip 100 L/s = 8640 m3/d
Carga de DQO en el afluente promedio, Lo 4320.00 kgDQO/d

Seleccionar el tiempo de retención hidráulico

Tiempor de retención hidráulico, TRH 6h

Determinar el volumen total del reactor, V

𝑉=𝑄𝑖𝑝∗𝑡

Gasto de afluente promedio, Qip 100 L/s = 8640 m3/d

Tiempo de retención hidráulico, TRH : t 6h= 0.2500 d
Volumen total del reactor, V 2160 m3

Calcular el volumen de cada módulo

𝑉𝑢=𝑉/𝑁

Volumen total del reactor, V 2160 m3

Número de módulos, N 2 módulos
Volumen de cada módulo, Vu 1080 m3

Establecer un valor para la altura útil del reactor, H

Altura reactor H= 5m

Determinar el área de cada módulo, A

𝐴=𝑉𝑢/𝐻

Volumen de cada módulo, Vu 1080 m3

Altura del reactor, H 5m
Área del reactor, A 216.00 m2

Calcular las dimensiones del reactor

Geometría del reactor Largo Ancho Volumen m3
Rectangular 24.00 m 40.50 m 4860.00
Determinar la carga hidráulica volumétrica (CHV)
𝐶𝐻𝑉=𝑄𝑖𝑝/𝑉

Gasto de afluente promedio, Qip 50 L/s = 4320.00 m3/d

Volumen total del reactor, V 1080 m3
Carga hidráulica volumétrica, CHV 4.00 m3/m3*d

Determinar la carga orgánica volumétrica (COV)

𝐶𝑂𝑉=(𝑄𝑖𝑝∗𝑆𝑜)/𝑉

Gasto de afluente promedio, Qip 50 L/s = 4320.00 m3/d

Volumen total del reactor, V 1080 m3
DQO afluente promedio, So 500 mgO2/l = 0.5000 kg/m3
Carga orgánica volumétrica, COV 2.00 kg/m3*d

Velocidad de flujo ascendente para caudal medio

𝑣=𝑄𝑖𝑝/𝐴𝑡

Gasto de afluente promedio, Qip 50 L/s = 4320.00 m3/d

Área del reactor, A 216.00 m2
Velocidad de flujo ascendente (Qmedio), v 20.00 m/d = 0.83 m/h

Velocidad de flujo ascendente para caudal máximo

𝑣=(𝑄𝑚𝑎𝑥.ℎ)/𝐴𝑡

Gasto de afluente máximo, Qmax.h 62.5 L/s = 5400.00 m3/d

Área del reactor, A 216.00 m2
Velocidad de flujo ascendente (Qmax), v 25.00 m/d = 1.04 m/h

Comparación de la velocidad del flujo ascendente

v (Qmed) = 0.83 0.5 - 0.7 OK
v (Qmax) = 1.04 <0.9 - 1.1 Corregir

Establecer el área de influencia de los tubo de alimentación

Concentración de SST, SST 460 mg/L = 0.46 kg/m3
Carga orgánica volumétrica, COV 2.00 kgDQO/m3-d
Área de influencia de los tubos
de alimentación, Ad 2 m2

Calcular el número de tubos de distribución (afluente)

𝑁𝑑=𝐴𝑡/𝐴𝑑

Área del reactor, A 216.00 m2

Área de influencia de los tubos de alimentación, Ad 2 m2
Número de tubos de distribución, Nd 108.00 = 108.00

Estimar la eficiencia de remoción de la DQO

𝐸_𝐷𝑄𝑂=100∗(1−0.68∗𝑡^(−0.35) )

Tiempo de retención hidráulico, TRH : t 6h= 0.2500 d

Eficiencia de remoción de DQO, E DQO 63.68 %

Estimar la eficiencia de remoción de la DBO

𝐸_𝐷𝐵𝑂=100∗(1−0.70∗𝑡^(−0.50) )

Tiempo de retención hidráulico, TRH : t 6h= 0.2500 d

Eficiencia de remoción de DBO, E DBO 71.42 %

Estimación de las concentraciones de DQO y DBO en el efluente final

𝐶_𝑒𝑓𝑙=𝑆_𝑂−((𝐸∗𝑆_𝑂))/100

DQO:
DQO afluente promedio, So 500.00 mgO2/l
Eficiencia de remoción de DQO, E DQO 63.68 %
Concentración de DQO efluente final, C efl-DQO 181.60 mgO2/l

DBO:
DBO afluente promedio, So 250.00 mgO2/l
Eficiencia de remoción de DBO, E DBO 71.42 %
Concentración de DBO efluente final, C efl-DBO 71.44 mgO2/l

Estimación de la producción de metano

〖𝐷𝑄𝑂〗 _𝐶𝐻4=𝑄_𝑖𝑝∗[(𝑆_𝑂−𝐶_𝑒𝑓𝑙 )
−𝑌_𝑜𝑏𝑠∗𝑆_𝑂 ]
Gasto de afluente promedio, Qip 50 L/s = 4320.00 m3/d
DQO afluente promedio, So 500 mgO2/l = 0.5000 kg/m3
Concentración de DQO efluente final, C efl-DQO 181.60 mgO2/l 0.1816 kg/m3
Coeficiente del rendimiento de sólidos, en términos de DQO, Yobs
0.11 kgDQOlodo/kgDQOapp
Producción teórica de metano, DQO CH4 1137.87 kgDQO/d
𝐾(𝑡)=(𝑃∗𝐾_𝐷𝑄𝑂)/
[𝑅∗(273+𝑇)]
Presión atmosférica, P 0.74 atm (Cbba)
KDQO 64 gDQO/mol
R 0.08206 atm L/mol K
K (t) 1.97 kgDQO/m3

𝑄_𝐶𝐻4=(𝐷𝑄𝑂_𝐶𝐻4)/
𝐾(𝑡)
Producción teórica de metano, DQO CH4 1137.87 kgDQO/d
K (t) 1.97 kgDQO/m3
Caudal de metano producido, QCH4 577.67 m3/d

Estimación de la producción del biogás (considerando un contenido de metano de 70% en el biogás)

𝑄_𝑔=𝑄_𝐶𝐻4/
(%𝐶𝐻4(𝑏𝑖𝑜𝑔á𝑠))

Procentaje de metano en el biogás 70 %

Caudal de metano producido, QCH4 577.67 m3/d 6.69 l/s
Qg (por Módulo) 825.24 m3/d 9.55 l/s
Qg (por Reactor) 6601.95 m3/d 76.41 l/s
Qg (por 3 Reactores) 19805.84 m3/d 229.23 l/s
Qg (por 4 Reactores) 26407.78 m3/d 305.65 l/s

Calcular la producción de lodo, Pl

𝑃𝑙=𝑌∗[𝐷𝑄𝑂_𝑎𝑝𝑝:(𝐿𝑜)]

Rendimiento de la producción de sólidos, en términos de DQO

0.18 kgDQOlodo/kgDQOaplicada
Carga de DQO en el afluente promedio, Lo 4320.00 kgDQO/d
Producción de lodos, Pl 777.60 kgSST/d

Volumen de lodos
𝑉𝑙=𝑃𝑙/(𝑦∗(𝐶/100) )

Producción de lodos, Pl 777.60 kgSST/d 3110.4

Densidad del lodo (1020-1040), y 1040 kg/m3
Concentración esperada de la descarga de lodo (2-5), C 5%
Volumen de lodos, Vl 14.95 m3/d
Volumen total 29.91 m3/d 0.35 l/s
DISEÑO DE FILTROS PERCOLADORES O FILTROS BIOLÓGICOS
Metodología: MAPAS Diseño de PTAR Municipales
Procesos de Oxidación Bioquímica con Biomasa Fija - CONAGUA
FILTRO PERCOLADOR DE MEDIOS DE PIEDRA
DATOS DE INGRESO
Qtot: Flujo total 100 L/s = 8640 m3/d
N° Módulos 1
Qd: Flujo por módulo 100 L/s = 8640 m3/d
S: DBO Afluente 200.00 mg/L = 0.2 kg/m3
H: Altura 2.5 m
Se: DBO Efluente 30 mg/L = 0.03 kg/m3
R: Constante de recirculación 0

Paso 1. Calcular la DBO de salida del sedimentador primario (Ssp) o de la unidad anterior

Ssp: DBO salida del SP = 70.00 mg/L = 0.0700 kg/m3

S: DBO afluente = 200.00 mg/L = 0.2000 kg/m3
Rsp: Remoción DBO en SP = 65 %

Paso 2. Calcular la eficiencia del Filtro Percolador

E1: Eficiencia FP = 0.57 = 57.14 %

Ssp: DBO salida del SP = 70 mg/L = 0.07 kg/m3
Se: DBO efluente = 30 mg/L = 0.03 kg/m3

Paso 3. Calcular el factor de recirculación

F: Factor de recirculación = 1.00

R: Constante de recirculación = 0

Paso 4. Calcular la carga orgánica que ingresa al filtro percolador

COi: Carga Orgánica al FP = 7000 mg/s = 604.8 kg/d

Ssp: DBO salida del SP = 70 mg/L = 0.07 kg/m3
Q: Caudal de ingreso = 100 L/s = 8640 m3/d

Paso 5. Calcular el volumen del filtro percolador

V: Volumen del FP = 357.40 m3
COi: Carga Orgánica al FP = 7000 mg/s = 604.8 kg/d
F: Factor de recirculación = 1.00
E1: Eficiencia FP = 0.57 %

Paso 6. Calcular el diámetro del filtro percolador

A: Área del FP = 142.96 m2

V: Volumen del FP = 357.40 m3
H: Altura del FP = 2.5 m

D: Diámetro del FP = 13.49 m 6.74574927

Paso 7. Calcular las cargas orgánicas

1. Superficial

COS: Carga Orgánica Superficial = 4.23 kgDBO/m2-d

COi: Carga Orgánica al FP = 7000 mg/s = 604.8 kg/d
A: Área del FP = 142.96 m2
2. Volumétrica

COV: Carga Orgánica Volumétrica = 1.69 kgDBO/m3-d

COi: Carga Orgánica al FP = 7000 mg/s = 604.8 kg/d
V: Volumen del FP = 357.40 m3

Paso 8. Calcular las cargas hidráulicas

1. Superficial

CHS: Carga Hidráulica Superficial = 60.44 m3/m2-d

Q: Caudal de ingreso = 100 L/s = 8640 m3/d
R: Constante de recirculación = 0
A: Área del FP = 142.96 m2
2. Volumétrica
CHV: Carga Hidráulica Volumétrica = 24.17 m3/m3-d
Q: Caudal de ingreso = 100 L/s = 8640 m3/d
R: Constante de recirculación = 0
V: Volumen del FP = 357.40 m2

Paso 9. Estimación de la producción de lodos

Px: Producción biológica de sólidos = 216.902246 kgSSV-prod/d

Y': Coef. de rendimiento = 0.4 kg/kg
Sr: Sustrato removido (DBO) = 604.8 kg/d
K'd: Coef. de decaimiento = 0.175 1/d
Am: Promedio del área superficial
total del reactor = 142.96 m2

Paso 10. Cálculo del área de ventilación

Recomendación: 0.1 m2
Separación cada: 3 - 4.6 m
Perímetro: 42.38 m
Separación escogida: 3m
Dimensiones huecos: 0.3 m (base)
0.35 m (alto)
A: 0.11 m2
Cantidad de huecos: 14.1
32 huecos, cada 3 m

RESUMEN DE RESULTADOS
Qtot: Flujo total = 100 L/s = 8640 m3/d
N° Módulos = 1
Qd: Flujo por módulo = 100 L/s = 8640 m3/d
S: DBO Afluente = 200 mg/L = 0.2 kg/m3
H: Altura = 2.5 m
Se: DBO Efluente = 30 mg/L = 0.03 kg/m3
Ssp: DBO salida del SP = 70 mg/L = 0.07 kg/m3
E1: Eficiencia FP = 0.57 = 57.1428571 %
F: Factor de recirculación = 1.00
COi: Carga Orgánica al FP = 7000 mg/s = 604.8 kg/d
V: Volumen del FP = 357.40 m3
A: Área del FP = 142.96 m2
D: Diámetro del FP = 13.49 m
COS: Carga Orgánica Superficial = 4.23 kgDBO/m2-d
COV: Carga Orgánica Volumétrica = 1.69 kgDBO/m3-d
CHS: Carga Hidráulica Superficial = 60.44 m3/m2-d
CHS: Carga Hidráulica Superficial = 24.17 m3/m3-d
Px: Producción biológica de sólidos = 216.90 kgSSV-prod/d
 SEDIMENTADOR SECUNDARIO
Datos
Q= 100.00 m3/d = 1.16 L/s
Qd= 55.00 L/s
Nro. de sedimentadores= 1
Q(c/sedim)= 100.00 m3/d = 1.16 L/s
Carga Hidráulica, CH = 40 m3/m2 d
h= 3.50 m

Paso 1. Calcular el área de sedimentación

𝐴𝑠=𝑄/𝐶𝐻

As= 2.50 m2 Resumen de resultados

V (m3)
Paso 2. Calcular el diámetro As (m2)
h (m)
𝐷=√((4∗𝐴𝑠)/
π) D (m)
TRH (h)
Ajustamos LV (m)
D= 1.7841 m = 1.80 m NV
R= 0.9 m
Recalcular As Pendiente zona de lodos
𝐴𝑠=(𝜋∗𝐷^2 P= 8%
)/4 hp= 0.14 m

As= 2.54 m2

Paso 3. Calcular el volumen

𝑉=𝐴𝑠∗ℎ

V= 8.91 m3

Paso 4. Calcular el tiempo de retención hidráulico (TRH)

𝑇𝑅𝐻=𝑉/𝑄

TRH= 0.0891 d = 2.14 h

Paso 5. Longitud de vertimiento (LV) (salida)

Si el flujo es mayo a 44 L/s usar carga superficial en vertedores:
CSV= 186 m3/m2 d
𝐿𝑉=𝑄/𝐶𝑆𝑉

LV= 0.54 m
Calcular el perímetro del sedimentador
𝑃_𝑠𝑒𝑑=𝜋∗𝐷

Psed= 5.65 m
𝑃_𝑠𝑒𝑑>𝐿𝑉
Cumple, se puede contar con una mayor LV, usar LV = Psed
LV= 5.00 m

Datos canaleta de salida

Ancho canaleta= 30 cm
Altura canaleta= 30 cm

Paso 6. Número de vertedores V notch, NV

Los vertedores son V notch: 90 °
tv= 25 cm = 0.25 m
tv: distancia de centro a centro del vertedor
𝑁𝑉=𝐿𝑉/𝑡𝑣

NV 20
en de resultados
8.91
2.54
3.50
1.80
2.14
5.00
20.00
TANQUE DE DESINFECCIÓN
El método usado para la desinfección es la cloración (gas)

Paso 1. Cálculo volumen del tanque

Número de tanques de desinfección = 2 𝑉=𝑇∗𝑄𝑚𝑎𝑥

Qmed = 100.00 L/s T= 20 min V= 120.00

Qmax = 150.00 L/s T= 15 min V= 135

h= 1.4
L:a= 3 1
L= 21.00 m 10
a= 7.00 m 2.1
A= 147 m2
Vol.com= 205.80 m3

Paso 2. Requerimientos de cloro

Estimar el consumo diario de Cloro
Dosis media de cloro = 5 mg/L = Dosis a Qpunta de cloro = 5 mg/L =
0.005 kg/m3 0.005 kg/m3
Qmed = 8640 m3/d Qmax = 12960 m3/d
Cl2/día = 43.2 kg/d Cl2/día = 64.8 kg/d

Tiempo de almacenamiento max, Ta = 30 días 30 días

Peso de cloro requerido por tiempo

de almacenamiento W= 16796.16 kg W= 25194.24 kg

Número de cilindros almacenados, N = 251.00 unidad 377.00 unidad

Peso cilindro (kg), P 67

Área que ocupa un cilindro At= 22.2763 m2 At= 33.4588 m2

Ac= 0.071 m2
∗𝑄𝑚𝑎𝑥

m3
m3