Ejemplos diseños lodos activos
Páginas: 7 (1603 palabras)
Publicado: 21 de noviembre de 2011
Elección de criterios de diseño.
Selecciónese el volumen apropiado de un reactor CSTR con sedimentador y reciclo para conseguir un promedio del 90% de nitrificación del amonio en aguas residuales municipales que se someten a un tratamiento biológico para eliminar DBO. Se dan las siguientes características del agua residual y parámetros de microorganismos:
Q0 = 104 m3/d
Afluente DBO5 = 0 mg/LS0 (Afluente NH4+ - N) = 25 mg/L
Xi0 = 18 mg SSV/L
Y = 0.34 g NH4+ - N/g SSV-d
q = 2.7 g NH4+ - N/g SSV-d
K = 1.0 mg NH4+ - N/L
b = 0.15/d
En primer lugar, obtenemos el valor básico de [θxmin]lim mediante la ecuación:
[pic]
Seleccionamos arbitrariamente un coeficiente de seguridad de 15 (FS intermedio).
[pic]
En segundo lugar, seleccionamos una concentración de sólidos ensuspensión. Elegimos un valor típico para tratamiento convencional de 2000 mg/L y se determina el tiempo de retención hidráulico para el reactor:
[pic]
[pic]
El volumen del reactor es entonces simplemente el producto del caudal y el tiempo de detención:
[pic]
En tercer lugar tenemos que comprobar si es o no suficiente le eliminación de amonio. Ello requiere que la concentración deamonio en el efluente se calcule mediante la ecuación:
[pic]
El rendimiento medio de eliminación de nitrógeno en forma de amonio es mucho mayor del 90% y corresponde al 98.6%.
Diseño y análisis de un Lodo Activo
Paso 1: Definir el afluente
Q = 103 m3/d = 106 L/d
Afluente DBO5 = 0 mg/L
S0 = 25 mg DBOL/L
Xa0 = 0 mg SSV/L
Xi0 = 50 mg SSV/L
El sustrato en el afluente deberíaexpresarse como DBOL a fin de completar balances de materia de equivalentes de electrón. Al no haber aporte de biomasa activa, sino aporte considerable de inertes, lo habitual es SSV. En este ejemplo, todo el aporte de DBOL es soluble o es materia en partículas que se hidroliza a DBOL soluble en el sistema de lodo activo.
Paso 2. Definir las características cinéticas y estequiométricas.
La DBO secompone de moléculas orgánicas complejas que tienen los parámetros cinéticos (q, K y b) y estequiométricos (Y y fd).
Y = 0. 4 mg SSVa-d/ mg DBOL
q = 10 mg DBOL/mg SSVa-d
K = 10 mg DBOL/L
b = 0.1/d
fd = 0.8
Paso 3. Identificar los criterios de diseño
Este sistema pretende conseguir los estándares reglamentados en el efluente de DBO5 < 20 mg/L y SS < 20 mg/L. Una clave para el diseño esque los criterios sobre efluente se refieren a DBO5 y SS, pero no se hará todavía, ya que preferimos para el análisis de diseño las unidades básicas apropiadas.
Paso 4. Calcular valores delimitadores.
Un primer paso valioso es calcular los valores delimitadores [θxmin]lim y Smin que nos permitan una “comprobación real” sobre la factibilidad del proceso.
[pic]
[pic]
El valor límitede [θxmin]lim nos dice que podemos diseñar un proceso económico con una factor de seguridad razonable. EL valor de Smin nos dice que la cantidad de sustrato en la entrada puede reducirse a una concentración muy por debajo de la estándar para el efluente, con lo que el diseño sería factible.
Paso 5. Escoger un TRS de diseño.
Debido a que perseguimos un diseño económico, pero que proporcioneuna alta calidad de efluente, escogemos un factor de seguridad en la parte baja del intervalo convencional (FS = 20). Entonces calculamos el TRS de diseño
[pic]
Este entra en el intervalo normal de carga convencional (4 a 10 d) y debería hacer posible conseguir un efluente de alta calidad. Como el TRS no puede “Ajustarse con precisión” en la práctica se redondea a 5 d.
Paso 6. Calcular laconcentración de sustrato en el efluente.
Una vez que tenemos TRS de diseño, calculamos S a partir de:
[pic]
Como se puede apreciar se cumple que S < 20 mg/L.
Paso 7. Escoger el tiempo de retención hidráulico del sistema o los MLSSV (Xv) y calcular el otro.
En esta etapa, se debe emplear el criterio de ingeniero para estimar el tiempo de retención hidráulico para estimar el tiempo...
Selecciónese el volumen apropiado de un reactor CSTR con sedimentador y reciclo para conseguir un promedio del 90% de nitrificación del amonio en aguas residuales municipales que se someten a un tratamiento biológico para eliminar DBO. Se dan las siguientes características del agua residual y parámetros de microorganismos:
Q0 = 104 m3/d
Afluente DBO5 = 0 mg/LS0 (Afluente NH4+ - N) = 25 mg/L
Xi0 = 18 mg SSV/L
Y = 0.34 g NH4+ - N/g SSV-d
q = 2.7 g NH4+ - N/g SSV-d
K = 1.0 mg NH4+ - N/L
b = 0.15/d
En primer lugar, obtenemos el valor básico de [θxmin]lim mediante la ecuación:
[pic]
Seleccionamos arbitrariamente un coeficiente de seguridad de 15 (FS intermedio).
[pic]
En segundo lugar, seleccionamos una concentración de sólidos ensuspensión. Elegimos un valor típico para tratamiento convencional de 2000 mg/L y se determina el tiempo de retención hidráulico para el reactor:
[pic]
[pic]
El volumen del reactor es entonces simplemente el producto del caudal y el tiempo de detención:
[pic]
En tercer lugar tenemos que comprobar si es o no suficiente le eliminación de amonio. Ello requiere que la concentración deamonio en el efluente se calcule mediante la ecuación:
[pic]
El rendimiento medio de eliminación de nitrógeno en forma de amonio es mucho mayor del 90% y corresponde al 98.6%.
Diseño y análisis de un Lodo Activo
Paso 1: Definir el afluente
Q = 103 m3/d = 106 L/d
Afluente DBO5 = 0 mg/L
S0 = 25 mg DBOL/L
Xa0 = 0 mg SSV/L
Xi0 = 50 mg SSV/L
El sustrato en el afluente deberíaexpresarse como DBOL a fin de completar balances de materia de equivalentes de electrón. Al no haber aporte de biomasa activa, sino aporte considerable de inertes, lo habitual es SSV. En este ejemplo, todo el aporte de DBOL es soluble o es materia en partículas que se hidroliza a DBOL soluble en el sistema de lodo activo.
Paso 2. Definir las características cinéticas y estequiométricas.
La DBO secompone de moléculas orgánicas complejas que tienen los parámetros cinéticos (q, K y b) y estequiométricos (Y y fd).
Y = 0. 4 mg SSVa-d/ mg DBOL
q = 10 mg DBOL/mg SSVa-d
K = 10 mg DBOL/L
b = 0.1/d
fd = 0.8
Paso 3. Identificar los criterios de diseño
Este sistema pretende conseguir los estándares reglamentados en el efluente de DBO5 < 20 mg/L y SS < 20 mg/L. Una clave para el diseño esque los criterios sobre efluente se refieren a DBO5 y SS, pero no se hará todavía, ya que preferimos para el análisis de diseño las unidades básicas apropiadas.
Paso 4. Calcular valores delimitadores.
Un primer paso valioso es calcular los valores delimitadores [θxmin]lim y Smin que nos permitan una “comprobación real” sobre la factibilidad del proceso.
[pic]
[pic]
El valor límitede [θxmin]lim nos dice que podemos diseñar un proceso económico con una factor de seguridad razonable. EL valor de Smin nos dice que la cantidad de sustrato en la entrada puede reducirse a una concentración muy por debajo de la estándar para el efluente, con lo que el diseño sería factible.
Paso 5. Escoger un TRS de diseño.
Debido a que perseguimos un diseño económico, pero que proporcioneuna alta calidad de efluente, escogemos un factor de seguridad en la parte baja del intervalo convencional (FS = 20). Entonces calculamos el TRS de diseño
[pic]
Este entra en el intervalo normal de carga convencional (4 a 10 d) y debería hacer posible conseguir un efluente de alta calidad. Como el TRS no puede “Ajustarse con precisión” en la práctica se redondea a 5 d.
Paso 6. Calcular laconcentración de sustrato en el efluente.
Una vez que tenemos TRS de diseño, calculamos S a partir de:
[pic]
Como se puede apreciar se cumple que S < 20 mg/L.
Paso 7. Escoger el tiempo de retención hidráulico del sistema o los MLSSV (Xv) y calcular el otro.
En esta etapa, se debe emplear el criterio de ingeniero para estimar el tiempo de retención hidráulico para estimar el tiempo...
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