Tratamiento De Aguas Residuales

Introducción.

El tratamiento de aguas residuales es el proceso de eliminación de los contaminantes de las aguas residuales. El proceso produce un efluente líquido que puede ser desechado de forma segura y un lodo que puede ser utilizado para aplicar sobre el suelo o para producir biogás. Todos los establecimientos, incluidos los residenciales, comerciales e industriales, que utilizan agua producen aguas sucias en forma de aguas residuales.

Este proceso complejo para la protección del agua de manantial y para evitar los impactos ambientales producidos por una gran cantidad de aguas residuales. Los procesos bien diseñados garantizan una depuración eficaz de aguas residuales y ahorran costos.

AGUAS RESIDUALES:

Se consideran Aguas Residuales a los líquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad (domésticas, comerciales, industriales y de servicios). Comúnmente las aguas residuales suelen clasificarse como:

• Aguas Residuales Municipales. Residuos líquidos transportados por el alcantarillado de una ciudad o población y tratados en una planta de tratamiento municipal

• Aguas Residuales Industriales. Las Aguas Residuales provenientes de las descargas de Industrias de Manufactura

Hay diferentes tipos de tratamiento para estas aguas. Aquellos en los que predominan los fenómenos físicos se conocen como operaciones unitarias, mientras que aquellos en los que la eliminación de los contaminantes se realiza en base a procesos químicos o biológicos son cómo procesos unitarios. Estos distintos tratamientos se dividen en:

• Tratamientos preliminares. Sirven para aumentar la efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios. Las aguas residuales que fluyen desde los alcantarillados a las plantas de tratamiento de aguas residuales son muy variables y contienen una gran cantidad de objetos que por ningún motivo deben llegar a las unidades de tratamiento. Para esto se utilizan los tamices, rejas o microfiltros.

• Tratamientos primarios. El objetivo principal es remover aquellos contaminantes que se pueden sedimentar, como los sólidos sedimentables o los suspendidos. Presenta diferentes alternativas según la configuración general y el tipo de tratamiento que se adopte.

• Tratamientos secundarios. El objetivo de este tratamiento es remover la demanda biológica de oxigeno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de solidos sedimentables. Intenta reproducir los fenómenos naturales de estabilización de la materia orgánica. La ventaja es que en este procesos el fenómeno se realiza con mayor velocidad para facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicos en cortos periodos de tiempo. Un tratamiento secundario remueve aproximadamente 85% de DBO y solidos suspendidos.

• Tratamientos terciarios. Tiene el objetivo remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o la remoción complementaria de contaminantes no removidos en el tratamiento secundario.

A continuación se muestra la configuración de una planta de tratamiento de aguas residuales:

Para el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales se debe de considerar los siguientes factores:

Características del afluente.

Caudal a tratar.

Características climáticas de la zona donde se construirá el sistema.

Dentro de los beneficios del tratamientos de aguas residuales se pueden mencionar la minimización de riesgos a la salud pública y los malos olores en las comunidades aledañas a las descargas de aguas residuales, la mitigación del impacto ambiental, el cumplimiento de la normatividad oficial vigente en materia ambiental y/o sanitaria y el aprovechamiento de aguas tratadas en actividades como el riego agrícola, el riego de áreas verdes y/o uso industrial.

Objetivo del tratamiento. Cual será, en que se utilizará, etc

Buscar la Norma 003 SEMARNAT para agua tratada en riegos. (‘poner los parámetros y comparar si cumple)

Poner en conclusiones si se cumple

Canal .

Es una construcción destinada al transporte de fluidos (generalmente utilizada para agua) y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación.

La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil.

Cuando un fluido es transportado por una tubería parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la atmósfera, por lo tanto se comporta como un canal.

TIPOS DE CANALES

• Canales naturales

Se denomina canal natural a las depresiones naturales en la corteza terrestre, algunos tienen poca profundidad y otros son más profundos, según se encuentren en la montaña o en la planicie. Algunos canales permiten la navegación, generalmente sin necesidad de dragado.

• Canales de riego

Éstos son vías construidas para conducir el agua hacia las zonas que requieren complementar el agua precipitada naturalmente sobre el terreno.

• Canales de navegación

Un canal de navegación es una vía de agua hecha por el hombre que normalmente conecta lagos, ríos u océanos.

Dimensiones del canal

DATOS

S= 0.001 m⁄m

n= 0.012

b= 1 m

h= 0.40 m

Perímetro = 1 m +(0.4*2)m = 1.8 m

Área = (1 m*0.4m)= 0.4 m²

Radio hidraulico= (área de sección mojada)/(perímetro de sección mojada)=(.4 m²)/(1.8 m)= 0.2222 m

Flujo

Q= 1/n*A* R^(2/3)*S^(1/2)

Q= 1/.012*(〖0.4 m〗^2 )*(〖0.222m)〗^(2/3)*(〖0.001 m/m)〗^(1/2)=0.38646 m^3/s

Q=33,384.96 m^3/día

Velocidad del flujo

V=1/n (R^(2/(3 ))* S^(1/2) )

V=(1/.012* 〖(0.2222〗^(2/3 ) )*(〖0.001〗^( 1/2) )=0.96617 m/s

Numero de Reynolds

Re=(V *Rh)/Ʋ

Datos

Rh= 0.2222 m

Ʋ= 1.007 x 10 -6 m^2/s

V= 0.9661 m/s

Re=((0.9661 m/s) *(0.222 m))/(1.007 x 10 -6 m^2/s)=213,196.30 MUY TURBULENTO

NUMERO DE FROUD

Fr= Ʋ/√(g*D)

Ʋ= 1.007 x 10 -6 m^2/s

D=A/(B )=(area transversal)/ancho= 〖0.04m〗^2⁄(1 m )=0.4 m

g= 9.81 m/s^2

Fr= (Ʋ1.007 x 10 -6 m^2/s)/(√(9.81 m/s^2 *) 0.4 m)=0.4887 SUBCRITICO

Rejillas.

La primera operación unitaria obligada en el tratamiento de aguas residuales es el cribado, esta operación se realiza usando rejas y circulando el agua a través de ellas. Sus principales objetivos son: reducir los sólidos en suspensión de distintos tamaños que trae consigo el influente de aguas residuales crudas, evitar la obstrucción de los conductos, proteger los equipos y reducir al mínimo la absorción de oxígeno.

La distancia o la abertura de las barras de las rejillas depende del tamaño de las partículas que se desean retener y eliminar mediante esta operación.

Las rejillas o cribas pueden clasificarse de acuerdo a su colocación en fijas o móviles; por la sección transversal de sus barras en cuadradas, rectangulares, circulares o aerodinámicas; por el tamaño de la materia que se desea remover en microrejillas, finas (<1.5 cm), medianas ( 1.5 – 5.0 cm ) y gruesas ( >5.0 cm ); y, de acuerdo con su forma de limpieza en manuales o mecánicas .

El canal en el que se encuentra la reja debe diseñarse de tal manera que la velocidad de las aguas residuales no se reduzca a menos de 0.60 m/s para evitar la sedimentación de materiales pétreos.

El número de rejas depende del criterio del ingeniero; para plantas de tratamiento pequeñas, la segunda reja debe ser simple y de limpieza manual, ésta última se empleará en caso de emergencia y, además, se debe instalar un canal para derivar el caudal e impedir el paso del flujo a través de las rejillas cuando así se requiera.

Ejemplos de rejillas:

Área libre

AL= Q/V

DATOS

Q= 0.38646 m^3/s

V= 0.9661 m/s

AL= (0.38646 m^3/s)/(0.9661 m/s)=0.3999 ≈0.4

Ancho libre

a=AL/d

AL= 0.4 m2

d= tirante de agua = 0.4 m

a=(0.4 m2)/(0.4 m)=1 m

Espacios

espacios= a/b

a=100 cm

b=espaciamiento barras=3 cm (medianas)

espacios= (100 cm)/(3 cm)=33.3333 cm

Numero de barras

# barras=33-1=32 barras

Ancho de la cámara

β=a+(# barras*e)

a=1 m

# barras=32

e=ancho barra=0.01 m

β= 1 m+(32*0.01 m)=1.32 m

ECUACION DE LA ENERGIA

z_1+d_1+〖v_1〗^2/2g=z_2+d_2+〖v_2〗^2/2g+h_L

Ʋ1= Velocidad inicial

d1= Tirante de agua de entrada

Z1= Altura del conducto de llegada

...