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• Carlos Albeto Sanchez

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7. Se desea diseñar una laguna anaerobia para un vertimiento de aguas residuales domésticas de 20 L/s, la concentración de DBO de entrada es de 280 mg/L y la temperatura es de 23°C. a. Calcule el volumen de la laguna aerobia b. Calcule el tiempo de retención hidráulico del agua en la laguna c. Calcule el largo y ancho de la laguna si la profundidad de la laguna es de 5 m y la relación de dimensiones largo: ancho es de 3:1, es decir, el largo es 3 veces el ancho. Nota: Tenga en cuenta lo siguiente: 𝐶𝑣𝑜𝑙 = (10 ∗ 𝑇 + 100) 𝑉 =𝐶𝑖𝑛 /𝐶𝑣𝑜𝑙 𝐶𝑖𝑛 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 (𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂/ 𝑑í𝑎) 𝐶𝑣𝑜𝑙 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂 / 𝑚3 ∗ 𝑑í𝑎) 𝑇 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (°𝐶) Recuerde que: carga=caudal*concentración 𝐴 = 𝑉/ ℎ 𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑚2) ℎ = 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 (𝑚) 𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 (𝑚3) *Asuma que la laguna es rectangular por lo cual el área superficial es largo*ancho. Solución: Respuesta a: Calcule el volumen de la laguna aerobia 𝑉=

𝐶𝑖𝑛 𝐶𝑉𝑜𝑙

𝐶𝑖𝑛 = 𝑄𝑖 ∗ 𝐷𝐵𝑂 𝐿

𝑄𝑖 = 20 𝑠 ∗

86400𝑠 1𝑑𝑖𝑎

𝑪𝒊𝒏 = 1728000

𝑳

= 𝟏𝟕𝟐𝟖𝟎𝟎𝟎 𝒅𝒊𝒂

𝐷𝐵𝑂 = 280

𝑀𝑔 𝐿

1𝐾𝑔

∗ 1000𝑀𝑔 = 𝟎, 𝟐𝟖

𝐿 𝐾𝑔 𝑲𝒈 ∗ 0,28 = 𝟒𝟖𝟑𝟖𝟒𝟎 𝑑𝑖𝑎 𝐿 𝒅𝒊𝒂 𝑲𝒈𝑫𝑩𝑶

𝑪𝑽𝒐𝒍 = (10 ∗ 𝑇 + 100) 𝑪𝑽𝒐𝒍 = 10 ∗ 23 + 100 = 𝟑𝟑𝟎 𝒎𝟑∗𝒅𝒊𝒂 Tenemos entonces: 𝑉=

𝑲𝒈𝑫𝑩𝑶 𝒅𝒊𝒂 𝑲𝒈𝑫𝑩𝑶 𝟑𝟑𝟎 𝟑 𝒎 ∗𝒅𝒊𝒂

𝟒𝟖𝟑𝟖𝟒𝟎

= 𝟏𝟒𝟔𝟔, 𝟏𝟖 𝒎𝟑

𝑲𝒈 𝑳

Respuesta b: Calcule el tiempo de retención hidráulico del agua en la laguna

𝑡=

𝑉 = 𝑄𝑖

1000𝐿 1466,18 𝑚3 ∗ 1466,18 𝑚3 1𝑚3 = 1466180𝐿 = 73309 𝑠 ∗ 1𝑑𝑖𝑎 = 𝟎, 𝟖𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔 𝑡= = 𝐿 𝐿 𝐿 86400 𝑠 20 𝑠 20 𝑠 20 𝑠

Respuesta C: Calcule el largo y ancho de la laguna si la profundidad de la laguna es de 5 m y la relación de dimensiones largo: ancho es de 3:1, es decir, el largo es 3 veces el ancho. 𝐴=

1466,18 𝑚3 = 𝟐𝟗𝟑, 𝟐𝟑𝒎𝟐 5𝑚

Ancho= 9,885 m x Largo= 29,655 m

8. Se desea diseñar un reactor UASB para un vertimiento de 25 L/s, con una concentración de 590 mg/L de DQO. Para ello se escogió una carga orgánica volumétrica máxima de 4.5 Kg DQO/m3*día y un tiempo de retención hidráulico mínimo de 9 horas. a. Calcule el volumen del reactor de acuerdo con la carga hidráulica b. Calcule el volumen del reactor de acuerdo con la carga orgánica c. ¿El reactor se encuentra limitado por carga hidráulica o por carga orgánica? Nota: Tenga en cuenta que un reactor UASB está limitado por la carga que de un volumen mayor. 𝑄 =𝑉 /𝑇𝑅𝐻

𝐶𝑂𝑉 = 𝑄 ∗ 𝐶 𝑉 𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 (𝑚3) 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (𝑚3 𝑑í𝑎) 𝑇𝑅𝐻 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖ó𝑛 ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 (𝑑í𝑎𝑠) 𝐶𝑂𝑉 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 (𝐾𝑔𝐷𝑄𝑂/ 𝑚3 ∗ 𝑑í𝑎) 𝐶 = 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐷𝑄𝑂 (𝑘𝑔𝐷𝑄𝑂/ 𝑚3)

Solución a. Calcule el volumen del reactor de acuerdo con la carga hidráulica 𝑉 = 𝑇𝑅𝐻 ∗ 𝑄

𝑇𝑅𝐻 = 9 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗

1 𝑑𝑖𝑎 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟕𝟓 𝒅𝒊𝒂 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝐿 1𝑚3 86400𝑠 𝒎𝟑 𝑄 = 25 ∗ ∗ = 𝟐𝟏𝟔𝟎 𝑠 1000𝐿 1𝑑𝑖𝑎 𝒅𝒊𝒂

𝒎𝟑

𝑉 =, 𝟎𝟑𝟕𝟓 𝒅𝒊𝒂* 𝟐𝟏𝟔𝟎 𝒅𝒊𝒂 =81m3

b. Calcule el volumen del reactor de acuerdo con la carga orgánica 𝐶𝑂𝑉 =

𝑄∗𝐶 𝐶 = 𝑉 𝑇𝑅𝐻

𝑄 = 2160 𝐶 = 590

𝑀3 𝑑𝑖𝑎

𝑀𝑔𝐷𝑄𝑂 𝐿

1𝐾𝑔

∗ 1000𝑔 ∗

1000𝐿 1𝑚3

= 590 𝐾𝑔/𝑚3

𝑉 = 81 𝑚3

𝐶𝑂𝑉 =

2160

𝑲𝒈 𝑀3 ∗ 590 𝐾𝑔/𝑚3 𝒅𝒊𝒂 𝑑𝑖𝑎 = 𝟏𝟓𝟕𝟑𝟑, 𝟑𝟑 𝟑 81 𝑚3 𝒎

c. ¿El reactor se encuentra limitado por carga hidráulica o por carga orgánica? R/. El reactor se encuentra limitado por la carga orgánica ya que posee el volumen más alto