Problemas resueltos de procesos biológicos

Estrada Navarrete Jhonatan

PROBLEMA 1. Para el tratamiento de un agua residual se instalará una laguna aireada de mezcla completa en un terreno de 2.5 hectáreas. La profundidad de la laguna será de 3 m El caudal medio es de 0.05 m3/s, la DBO5 del efluente es de 600 mg/L, los VSS en el afluente es de 25 mg/L. Con una temperatura ambiental de 27°C en verano y 2°C en invierno, obteniendo una temperatura en el efluente de 38°C.

Los datos a escala semi-piloto (20°C) son: K=0.06 h-1, Y=0.5 KgVSS/KgDBO, Kd=0.06 d-1 y A=1.1 KgO2/KgDBO, h=480dKcal/d.m2.°C. Los coeficientes de Arrhenius son los usados en el ejemplo 6.4.

Otros datos necesarios para el diseño son: RTs=1.14 KgO2/CV.h, α=0.08, Csw=7.0 mg/L en verano y 9.5 mg/L en invierno y CL= 1.0 mg/L.

Determinar:

1. DBO5 soluble en el efluente para ambas condiciones de temperatura
2. La concentración de MLVSS
3. La DBO5 total en el efluente
4. Las necesidades de aireación superficial
5. CV requeridos
6. Nivel de potencia para el volumen de la laguna
7. Número de aireadores con una potencia de 125 CV

Datos de diseño:

[pic 1]

Datos obtenidos de los ensayos a escala semi-piloto:

[pic 2]

Otros datos:

[pic 3]

1. DBO5 soluble en el efluente para ambas condiciones de temperatura

Temperatura del reactor

[pic 4]

Verano:

[pic 5]

Invierno

[pic 6]

Parámetros K y kd

[pic 7]

Verano:

[pic 8]

Invierno:

[pic 9]

Tiempo de residencia

[pic 10]

DBO5 soluble del efluente

[pic 11]

Verano:

[pic 12]

Invierno:

[pic 13]

1. La concentración de MLVSS

[pic 14]

Verano:

[pic 15]

Invierno:

[pic 16]

1. La DBO5 total en el efluente

Edad de los lodos

[pic 17]

Verano:

[pic 18]

Invierno:

[pic 19]

Contribución de los VSS a la DBO5 total

Verano:        para [pic 20]

Invierno:        para [pic 21]

Verano        :        [pic 22]

Invierno:        [pic 23]

DBO5 total en el efluente

[pic 24]

Verano:

[pic 25]

Invierno:

[pic 26]

1. Las necesidades de aireación superficial

Demanda de oxígeno

[pic 27]

Verano:

[pic 28]

Invierno:

[pic 29]

1. CV requeridos

Estimación de kgO2 (CV*h)

[pic 30]

Verano:

[pic 31]

Invierno:

[pic 32]

[pic 33]

        Verano:

[pic 34]

Invierno:

[pic 35]

1. Nivel de potencia para el volumen de la laguna

El diseño debe basarse en los valores de invierno.

[pic 36]

Potencia real adquirida

[pic 37]

1. Número de aireadores con una potencia de 125 CV

[pic 38]

PROBLEMA 2. Para un sistema de lodos activados con un flujo de 4000 m3/d. Se tiene una DBO inicial de 150 mg/L, siendo en el efluente de 10 mg/L, concentración de solidos suspendidos totales (TSS) en el efluente de 10 mg/L, MLVSS de 2000 mg/L, se considera que el 50% de la DBO5 que se oxida se destina al crecimiento celular (Y=0.5), Kd=0.06 d-1, k=5.0 d-1, Ks=50 mgDBO5/L. La relación de VSS/TSS=0.8 y la relación DBO5/DBO5=0.68, la concentración de solidos suspendidos totales en la recirculación es de 10000 mg/L. Asumiendo que los sólidos biodegradables son el 65% de los sólidos totales y se tiene 1.42 g DBO5 por cada gramo de solidos biodegradables.

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