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INGENIERIA SANITARIA II

Elaborado por:  Edgard de Jesús Morales Montenegro.

Facilitador (a):  Leonardo chow.

Grupo: 5S1-IC N. Carnet: 2014-0031N Fecha: Sabado, 14 de Julio del 2018.

Estelí, Nicaragua

Lagunas de estabilización

I)

Cuestionario

1) ¿Describa el concepto de una laguna de estabilización? las lagunas de estabilización son grandes cuencas poco profundas rodeadas de terraplenes en que se tratan las aguas residuales crudas por procesos enteramente naturales de algas y bacterias. 2) ¿Qué es una laguna estabilización anaerobia y cuál es su propósito, cual la profundidad y tiempo de retención recomendados? La laguna anaeróbica o laguna anaerobia es un biorreactor que combina la sedimentación de sólidos y su acumulación en el fondo, con la flotación de materiales del agua residual en la superficie y con biomasa activa suspendida en el agua residual o adherida a los lodos sedimentados y a la nata flotante. La función principal de los estanques anaeróbicos es la remoción de la DBO, que puede reducirse de 40 a 85%. los estanques anaeróbicos se construyen a una profundidad de 2 a 5m y tienen un tiempo de retención relativamente corto de 1 a 7 días.

3) ¿Qué nos indica la presencia de algas en una laguna anaerobia? En una laguna anaerobia la presencia de algas indica que el tratamiento en la laguna no se está realizando correctamente, dado que el tratamiento debe realizarse con la ausencia de oxígeno y las algas proveen oxigeno disuelto. 4) ¿Qué es una laguna aerobia y cuál es su propósito, cual la profundidad y tiempo de retención recomendados? Reciben aguas residuales que han sido sometidos a un tratamiento y que contienen relativamente pocos sólidos en suspensión. En ellas se produce la degradación de la materia orgánica mediante la actividad de bacterias aerobias que consumen oxigeno producido fotosintéticamente por las algas. Los estanques aeróbicos generalmente tienen entre 0.5 a 1.5m de profundidad con un tiempo de retención de 15 a 20 días.

5) ¿Defina una laguna facultativa y cuál es su propósito, mencione la profundidad y tiempo de retención recomendados? Las lagunas de tratamiento facultativas son las más simples lagunas de estabilización. consisten en una zona aerobia cercana a la superficie y una zona anaerobia más profunda.

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Los estanques facultativos deben construirse a una profundidad de 1 a 2.5m y tener un tiempo de retención entre 5 a 30 días. 6) ¿Defina una laguna maduración y cuál es su propósito? Las lagunas de maduración son reservorios de poca profundidad, entre 1.00 y 1.50 m. Presentan menos estratificación vertical exhibiendo una buena oxigenación a través del día en todo su volumen. Las lagunas de maduración tienen como objetivo principal la de reducir la concentración de bacterias patógenas. Estas lagunas generalmente son el último paso del tratamiento antes de volcar las aguas tratadas en los receptores finales o de ser reutilizadas en la agricultura.

7) ¿Cómo podría describirse un sistema de pretratamiento para lagunas de estabilización? se deberá llevar a cabo ciertos procedimientos de pretratamiento en las lagunas con el fin de desarrollar un sistema funcional y seguro que permita tratar las aguas residuales de forma eficiente. Es necesario que en cada laguna de estabilización exista un sistema de pretratamiento que permita darle mantenimiento cuando sea requerido. Se deberá tomar medidas preventivas en el momento de diseño para prever diversos factores que afecten la funcionalidad correcta de las lagunas.

8) ¿Qué nos indica la coloración gris en una laguna aerovía? La coloración gris indica que el tratamiento que se está realizando en esa laguna es de forma anaerobia. 9) ¿Cuál sería un valor aceptable de DBO después del tratamiento de las aguas residuales? Los valores aceptables varían según la temperatura del agua, un valor aceptable seria entre 2 y 5mm/días. 10) ¿Por qué los tiempos de retención son mayores que las plantas de tratamiento convencionales? Este es un proceso que se realiza de forma natural, por lo que toma mucho más tiempo. Dado que en este tipo de tratamiento no se utilizan maquinas, ni cámaras como en las plantas de tratamiento de aguas, es un proceso meramente natural sin intervención humana.

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II)

Dimensionar una laguna facultativa según la siguiente información de campo y laboratorio, use la metodología de la CONAGUA.       

Población 2000 habitantes, proyectar a 25 años con tasa de crecimiento de 2% usando método geométrico. Usar la norma nacional INAA, para determinar el caudal de diseño de aguas residuales. Concentración de DBO = 250mg/L Temperatura = 20°C Profundidad = 2m Relación largo/ancho = 5m Tasa de evaporación = 6mm/día

a) Calcule el área de la laguna, la longitud y el ancho. b) Calcule el tiempo de retención.

Calculo de la población Tasa de crecimiento = 2%

𝑁𝑡 = 𝑁𝑜(1 + 𝑟)𝑡 𝑁𝑡 = 2000(1 + 0.02)25 = 3281.21 ℎ𝑎𝑏

Dotación = 75 L/hab/día

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Cantidad de agua a tratar (gasto)

𝑄 = 0.8 ∗ 𝑑𝑜𝑡 ∗ #ℎ𝑎𝑏 𝑄 = 0.8 ∗ 75 ∗ 3281.21 = 196,872.6 𝐿/𝑑 −→ 196.873𝑚3 /𝑑𝑖𝑎

Carga de diseño

𝐶𝑠 = 250(1.085)𝑇−20 𝐶𝑠 = 250(1.085)20−20 = 271.25 𝑘𝑔 𝐷𝐵𝑂/ℎ𝑎𝑏. 𝑑

Estimación de carga removida en la laguna

𝐶𝑠𝑟 = 0.8063 ∗ 𝐶𝑠 + 7.67 𝐶𝑠𝑟 = 0.8063 ∗ 271.25 + 7.67 = 226.379 𝑘𝑔 𝐷𝐵𝑂/ℎ𝑎𝑏. 𝑑

Área de la laguna

𝐴=

𝑆𝑖 ∗ 𝑄 250 ∗ 196.873𝑚3 /𝑑 = = 0.181 ℎ𝑒𝑐𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎 𝐶𝑠 ∗ (1000) 271.25 ∗ 1000

Si = concentración de DBO mg/L

0.181 ∗ 10000 = 1810𝑚2

Volumen de la laguna (profundidad 2m)

𝑉 = 𝐴 ∗ ℎ = 1810𝑚2 ∗ 2𝑚 = 3620𝑚3

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Calcular ancho y largo L = Largo 𝐿 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 =𝑋= = 5𝑚 𝑊 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜

X = 5m

W = ancho

𝐴 1810𝑚2 𝑊=√ =√ = 19.026𝑚 𝑋 5 𝐿 = 𝑊 ∗ 𝑋 = 19.026𝑚 ∗ 5 = 95.13𝑚

Tiempo de retención

𝑡=

2∗𝐴∗ℎ (2 ∗ 𝑄) − 0.001 ∗ 𝐴 ∗ 𝑒

𝑡=

2 ∗ 1810𝑚2 ∗ 2 = 18.388 𝑑𝑖𝑎𝑠. (2 ∗ 196.873𝑚3 /𝑑) − 0.001 ∗ 1810𝑚2 ∗ 0.006

e = tasa de evaporación mm/d

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