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Sandra Patricia Pérez Código d7303628 Parcial No.2 Ingeniería Ambiental

Teniendo en cuenta que los ingenieros civiles somos responsables de la ejecución de las obras y su afectación al medio ambiente, desarrolle estos dos ejercicios, haciendo el dibujo respectivo. 1. Calcular una trampa de grasas de aguas residuales con la siguiente información: QDT = (3 últimos números (#s) de su código) ls , tomando como A1 = un circulo de diámetro (cm) los dos últimos números (#s) de su código, pero ≥ 30 cm. Ejemplo: Código: d7303 380, entonces su QDT = 380 l s y el diámetro del círculo del A1 = 80 cm. Datos 𝑄𝐷𝑇 = 0.628

𝑚3 𝑠

Área de la trampa de grasas 𝐴𝑠 = 0.25 𝑥 628 = 157 𝑚2 Dimensiones de la superficie de la trampa 𝐵= √

157 𝑚2 ≅ 5𝑚 6

𝐿 = 6𝐵 = 6 𝑥 5 𝑚 = 30 𝑚 Volumen de la trampa de grasa 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 300 𝑠 𝑥 0.628

𝑚3 = 188,4 𝑚3 𝑠

Volumen de grasa 628

𝑙 𝑠 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑠𝑎 𝑥 60 𝑥 0,25 = 9420 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑠𝑎 𝑙 𝑠 𝑚𝑖𝑛 𝑚𝑖𝑛 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑠𝑎 = 910 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝐺𝑟𝑎𝑠𝑎 =

𝐾𝑔 𝑚3

9420 𝑘𝑔 = 10,35 𝑚3 𝐾𝑔 910 3 𝑚

Volumen total de la trampa 𝑉𝑡 = 𝑉𝑜𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑉𝑜𝑙 𝑔𝑟𝑎𝑠𝑎 = 188,4 𝑚3 + 10,35 𝑚3 = 199 𝑚3

Altura Útil de la trampa 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 199 𝑚3 = = 1,33 𝑚 𝐿𝑥𝐵 30 𝑚 𝑥 5 𝑚

𝐻=

Calculo de Contaminantes (Tabla E-2.6) 𝑔𝑟 ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 𝑔 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 = 105.45 3 3 𝑚 𝑠 𝑚 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

50

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐷𝐵𝑂5 = 105.45 = 5721.4

𝑔 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 3 𝑚 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎

𝐾𝑔 𝑑𝑖𝑎

Sólidos en Suspensión (Tabla E-2.6) 𝑆𝑆 =

𝑔𝑟 ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 𝑔 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 = 105.45 3 3 𝑚 𝑠 𝑚 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

50

𝑔 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 𝐾𝑔 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑆𝑆 = 105.45 3 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 = 5721.4 𝑚 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎

Amoniaco expresado como nitrógeno 𝑁𝐻3 − 𝑁 𝑁𝐻3 − 𝑁 =

𝑔𝑟 ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 𝑔 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 = 17.71 3 3 𝑚 𝑠 𝑚 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

8.4

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑁𝐻3 − 𝑁 = 17.71 = 961.20

𝑔 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 𝑚3 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎

𝐾𝑔 𝑑𝑖𝑎

Nitrogeno total mediante Kjehdahl (NKT) 𝑁𝐾𝑇 =

𝑔𝑟 ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 𝑔 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 = 25.31 𝑚3 𝑠 𝑚3 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

12

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑁𝐾𝑇 = 25.31

𝑔 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 𝐾𝑔 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 = 1373.14 3 𝑚 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎

Coliformes Totales 𝐶𝑜𝑙𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 =

≠ ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 𝑔 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 11 = 4.22 𝑥 10 𝑚3 𝑠 𝑚3 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

2𝑥 1011

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑙𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 ≠ 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 = 4.22 𝑥 1011 3 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 𝑚 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎 𝑁𝑀𝑃 = 2.29 𝑥 1016 𝑑𝑖𝑎 Salmonella 𝑆𝑃 =

≠ ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 ≠ ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 11 = 2.11 𝑥 10 𝑚3 𝑠 𝑚3 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

1𝑥 1011

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑆𝑃 = 2.11 𝑥 1011 = 1.14 𝑥 1016

≠ 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 3 𝑚 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎

≠ 𝑑𝑖𝑎

Nematodos Intest 𝑁𝑒𝑚𝑎𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑠𝑡 =

≠ ∗ 114428 ℎ𝑎𝑏 ≠ ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 = 8.44 𝑥 1011 3 3 𝑚 𝑠 𝑚 0.628 𝑠 ∗ 86400 𝑑𝑖𝑎

4 𝑥 1011

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑁𝑒𝑚𝑎𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑠𝑡 ≠ 𝐾𝑔 𝑚3 𝑠 ≠ 11 16 = 8.44 𝑥 10 ∗ ∗ 0.628 ∗ 86400 = 4.58 𝑥 10 𝑚3 1000 𝑔 𝑠 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎 Tubería de entrada a la trampa de grasas 1 2.63 𝑚3 0.628 𝑠 100 𝑐𝑚 1 𝑝𝑢𝑙 𝐷=( ) = 0.31 𝑚 𝑥 𝑥 ≅ 12 𝑝𝑢𝑙𝑔 0.54 0.2785 ∗ 140 ∗ (0.14) 1𝑚 2,54 𝑐𝑚

Zona de Lodos o Barro 𝐴1 = 0.3 𝑚 𝑥 0.3 𝑚 = 0.09 𝑚2 𝐴2 = 𝐵 𝑥 𝐿 = 5 𝑚 𝑥 30 𝑚 = 150 𝑚2

ℎ𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑜𝑑𝑜 =

𝐿 30 𝑚 𝑥𝑆= 𝑥 0.04 = 0.6 𝑚 2 2

ℎ𝑜 0.6 𝑥 (𝐴1 + 𝐴2 + √𝐴1 𝑥𝐴2 ) = 𝑥 (0.09 + 150 + √0.09𝑥150) 3 3 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑜𝑑𝑜 = 31.40 𝑚3

2. Calcular un tanque séptico para un conjunto de (# de casas igual al último número multiplicado por 3) (pero mínimo 15) casas campestres de clase media y con un promedio de habitantes de cada casa de 8 personas. Está ubicada en una zona cuya temperatura es 60° F y cada casa tiene 6 cuartos. Ejemplo: Código: d703380 (como el último número es cero (0), entonces el número de casas será 15) Datos 𝐶𝑎𝑠𝑎𝑠 24 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 8 𝐻𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 192 Contribución diaria 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 = 192 ℎ𝑎𝑏 𝑥 130

𝑙 𝑙 = 24960 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎

𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 = 24960

𝑙 𝑑𝑖𝑎 𝑚3 𝑚3 𝑥 𝑥 = 0.00029 𝑑𝑖𝑎 86400 𝑠 1000 𝑙 𝑠

Tiempo de retención

𝑇 = 0.5 𝑑𝑖𝑎𝑠 0 12 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

Valores de tasa de acumulación de lodos digeridos (K)

𝐴ñ𝑜𝑠 = 5

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 = 15℃

𝐾 = 225

Volumen útil del tanque séptico 𝑉𝑢 = 1000 + 𝑁𝑐 [(𝐶 ∗ 𝑇) + (𝐾 ∗ 𝐿𝑓 )] = 1000 + 192 [(130 ∗ 0.5) + (225 ∗ 𝑚3 𝑉𝑢 = 56680 𝑙 𝑥 = 56.68 𝑚3 1000 𝑙 Profundidad útil

𝑙 )] 𝑑𝑖𝑎

𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑢𝑡𝑖𝑙 = 2.5 𝑚 + 0.3 𝑚 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒

Área superficial 𝑉𝑢 56.68 𝑚3 𝐴𝑠 = = = 22.67 𝑚2 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 2.50 𝑚 Dimensiones 𝐴𝑠 22.67 𝑚2 𝐵= √ = √ = 2.38 𝑚 4 4 𝐿 = 4 𝑥 𝐵 = 4 𝑥 2.38 = 9.5 𝑚 Filtro de grava anaerobio o anaeróbico, Volumen útil de medio filtrante 𝑉𝑓 = 1.60 𝑥 𝑁 𝑥 𝐶 ∗ 𝑇 = 1.60 𝑥 12 𝑉𝑓 = 1250 𝑙 𝑥

𝑔𝑟 𝑙 𝑥 130 𝑥 0.5 𝑑𝑖𝑎 ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖𝑎

𝑚3 = 1,25 𝑚3 1000 𝑙

Área superficial del lecho filtrante 𝐴𝑠 =

𝑉𝑓 1,25 𝑚3 = = 0.50 𝑚2 𝐻 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑜 2.5 𝑚

Longitud de la grava 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑎 =

𝐴𝑠 0.50 𝑚2 = = 0.21 𝑚 𝐵 2.38 𝑚

Tubería de entrada al pozo 1 2.63 𝑚3 0.628 𝑠 100 𝑐𝑚 1 𝑝𝑢𝑙 𝐷=( ) = 0.01725 𝑚 𝑥 𝑥 ≅ 0.67 𝑝𝑢𝑙𝑔 0.54 0.2785 ∗ 130 ∗ (0.14) 1𝑚 2,54 𝑐𝑚

𝐷 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 2 𝑝𝑢𝑙𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 Tubería de salida 𝐷 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 4 𝑝𝑢𝑙𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠