Práctica 3 “Análisis del agotamiento de oxígeno disuelto”

Instituto Politécnico Nacional[pic 1][pic 2]

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Ingeniería en Sistemas Ambientales

Práctica 3

“Análisis del agotamiento de oxígeno disuelto”

Jesús Alejandro Hernández Vargas

9AM1

Objetivos

• Evaluar el comportamiento de la DBO contra el tiempo a dos diferentes temperaturas.
• Evaluar el comportamiento de la DBO ejercida a diferentes valores de la constante de reacción K.

Desarrollo y resultados

Una ciudad evacua 115000m3/d de agua residual en un río cuyo caudal mínimo es de 8.5m3/s. La velocidad de la corriente es de 3.2 Km/h y la temperatura del agua residual es de 20ºC, mientras que la temperatura del agua del río es de 15ºC. La DBO5 del agua del agua residual a 20ºC es de 200mg/L, mientras que la DBO5 del río es de 1mg/L. El agua residual no contiene oxígeno disuelto, pero la corriente está a 90% de saturación aguas arriba del lugar donde se produce el vertido. A 20ºC se calcula que K vale 0.3d-1, en tanto que K2 vale 0.7d-1. Determinar el déficit crítico y su ubicación. Determinar así mismo la DBO5 a 20ºC de una muestra tomada en el punto crítico. Utilizar los coeficientes de temperatura de 1.135 para K y 1.024 para K2. Graficar la curva de déficit de oxígeno disuelto

Una vez construido el algoritmo, deberá ensayar las temperaturas del río de 10°C, y 20°C. En una misma gráfica representar las 6 líneas obtenidas, dos para cada temperatura incluida la de 15°C.

• Se calculó el caudal de la mezcla

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Donde:

Qmezcla: Masa de la mezcla

QAR: Caudal del agua residual

Qrío: Caudal del agua del río

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• Encontrando la temperatura de la mezcla por balance de energía partir de la siguiente ecuación:

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Donde:

Trío: Temperatura del río

TAR: Temperatura del agua residual

Tmezcla: Temperatura de la mezcla

CPrío = CPAR = CPmezcla: El calor específico es el mismo porque se trata de agua

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• Se estimó el oxígeno disuelto del río

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Donde:

ODrío: Oxígeno disuelto del río

OSAT 15°C: Concentración de saturación a 15 °C

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• Encontrando el oxígeno disuelto de la mezcla a partir del siguiente balance:

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Donde:

ODrío: Oxígeno disuelto del río

ODAR: Oxígeno disuelto del agua residual

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• Corrección de “K” y “K2” por temperatura de la mezcla

Para “K”:

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Donde:

: Coeficiente de temperatura para K[pic 13]

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Para “K2”:

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• Se encontró la DBO5 de la mezcla a partir del siguiente balance:

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• Se estimó la DBO última del agua residual

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Donde:

t: Tiempo de incubación.

• Las muestras se incuban durante 5 días a 20°C

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• Se obtuvo la concentración de saturación a la temperatura de la mezcla interpolando de tablas

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• Déficit inicial de oxígeno después de la descarga

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Donde:

ODmezcla = C0: Oxígeno disuelto de la mezcla

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• Punto en el que se alcanza el máximo déficit de oxígeno disuelto

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• Distancia de déficit máximo

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Donde:

V: Velocidad de la corriente del río

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• Déficit máximo de oxígeno

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• Oxígeno disuelto en el punto de déficit máximo

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• DBO remanente en el punto de déficit máximo

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• DBO ejercida en el punto de déficit máximo

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• Para estimar el déficit de oxígeno disuelto a cada distancia de la descarga se empleó la siguiente ecuación:

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• En la estimación del oxígeno disuelto a cada distancia de la descarga se usó la siguiente ecuación:

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• A continuación, en la Tabla 1 se muestran “D” y “OD” para cada distancia a las temperaturas del río de 10°C, 15°C y 20°C

Tabla 1. Resultados de la disminución de oxígeno disuelto en la descarga de aguas residuales a las distintas temperaturas del río.

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