Manejo De Lodos En Depuradoras De Aguas Residuales
Páginas: 10 (2406 palabras)
Publicado: 30 de julio de 2012
DIPLOMADO EN GESTIÓN AMBIENTAL MÓDULO GESTIÓN INTEGRAL DE LAS AGUAS RESIDUALES. ASUNTO TRABAJO DE APLICACIÓN TEMA CÁLCULOS QUE INVOLUCRAN SÓLIDOS.
RELACIONES MASA VOLUMEN Puesto que la mayoría de los lodos de las PTAR son primariamente agua, el volumen del lodo es primariamente una función del contenido de agua. Por lo tanto, si conocemos el porcentaje y la gravedad específica de los sólidos,podremos estimar el volumen del lodo. La gravedad específica de los sólidos puede ser calculada con la siguiente ecuación:
Ss = ( S f )( ρ )( Sv )( ρ ) Ms ρ ( Sv )( M f )( ρ ) + ( S f )( M v )( ρ ) Ec. 1
Donde; Ss = Gravedad específica de los sólidos. = Masa de sólidos, kg. Ms ρ = Densidad del agua = 1000 kg/m3. Sf, Sv = Gravedades específicas de los sólidos fijos y volátiles,respectivamente. Mf, Mv = Masas de los sólidos fijos y volátiles, respectivamente, kg. Si la gravedad específica del agua es tomada como 1000, como puede ser sin error apreciable, entonces la gravedad específica del lodo puede ser calculada como sigue:
Ss l = Ss Ps + ( S s ) Pw ) Ec. 2 (
Donde; Ssl Ps Pw = Gravedad específica del lodo. = Porcentaje de sólidos como una fracción decimal. =Porcentaje del agua como una fracción decimal.
Con estas dos expresiones a la mano, o al menos donde usted pueda encontrarlas, puede calcular el volumen de lodo (Vsl) con la siguiente expresión:
Vsl = Ms ( ρ )( S sl )( Ps ) Ec. 3
Ejemplo 1. Usando los siguientes datos de un sedimentador primario, determine la producción diaria de lodos. Datos operativos: Flujo SS influentes Eficienciaremocional Concentración del lodo Sólidos volátiles Gravedad específica de los sólidos volátiles Sólidos fijos Gravedad específica de los sólidos fijos = 0.150 m3/s. = 280.0 mg/L = 280.0 g/m3. = 59.0%. = 5.00%. = 60.0%. = 0.990. = 40.0%. = 2.65.
Solución. Comenzamos calculando Ss. Podemos hacer esto sin calcular Ms, Mf y Mv. Entonces, usando la ecuación 1 tenemos:
Ss = 1 (2.65)(1000)(0.990)(1000) 1000 (0.990)(0.400)(1000) + (2.65)(0.600)(1000)
S s =1.321≈1.32
La gravedad específica del lodo es calculada con la ecuación 2:
S sl = S sl 1.321 0.050+ (1.321)(0.950) =1.012≈1.01
La masa de lodo es estimada a partir de los sólidos suspendidos entrantes y la eficiencia remocional del sedimentador primario.
M s = (0.59)(280.0)(0.15)(86400)(10− 3 ) = 2.14×103 ⋅ kg d
El volumende lodo es entonces calculado con la ecuación 3.
Vsl = 2.14⋅103 (1000)(1.012)(0.050)
Vsl = 42.29≈ 42.3⋅ m3 d
BALANCE DE MATERIA Excluyendo a los agujeros negros 1, sabemos que los procesos físicos, químicos y biológicos de las aguas residuales ni crean ni destruyen la materia. Este hecho, nos permite escribir que,
dS = M entra − M sale Ec. 4 dt
Donde Mentra y Msale se refieren a la masade químicos disueltos, sólidos o gases que entran o abandonan un proceso o grupo de procesos. Si asumimos condiciones de estado estacionario, entonces dS/dt = 0 y la ecuación 4 se reduce a lo siguiente:
M entra = M sale
Ec. 5
Varios procesos interrelacionados son analizados juntos en el diagrama de flujo mostrado en la figura 1. Cuando está rotulado con flujos másicos, el diagrama de flujopuede ser llamado diagrama de flujo cuantitativo (DFC). El balance másico de sólidos puede ser una ayuda importante para un diseñador al predecir, a largo plazo, las cargas de sólidos promedio sobre los componentes del tratamiento de lodos. Esto le permite al diseñador establecer factores tales como costos operativos y cantidades de lodo para disposición final. Sin embargo, no establece lascargas de sólidos que cada equipo tiene que ser capaz de procesar. Un componente particular tiene que ser dimensionado para manejar las condiciones de carga más rigurosas que se esperan puedan ocurrir. Esta carga no se puede determinar aplicando modelos de estado estacionario. Esto es debido a la programación de almacenamiento y operaciones de la planta. Por lo tanto, la rata de sólidos que llega a...
RELACIONES MASA VOLUMEN Puesto que la mayoría de los lodos de las PTAR son primariamente agua, el volumen del lodo es primariamente una función del contenido de agua. Por lo tanto, si conocemos el porcentaje y la gravedad específica de los sólidos,podremos estimar el volumen del lodo. La gravedad específica de los sólidos puede ser calculada con la siguiente ecuación:
Ss = ( S f )( ρ )( Sv )( ρ ) Ms ρ ( Sv )( M f )( ρ ) + ( S f )( M v )( ρ ) Ec. 1
Donde; Ss = Gravedad específica de los sólidos. = Masa de sólidos, kg. Ms ρ = Densidad del agua = 1000 kg/m3. Sf, Sv = Gravedades específicas de los sólidos fijos y volátiles,respectivamente. Mf, Mv = Masas de los sólidos fijos y volátiles, respectivamente, kg. Si la gravedad específica del agua es tomada como 1000, como puede ser sin error apreciable, entonces la gravedad específica del lodo puede ser calculada como sigue:
Ss l = Ss Ps + ( S s ) Pw ) Ec. 2 (
Donde; Ssl Ps Pw = Gravedad específica del lodo. = Porcentaje de sólidos como una fracción decimal. =Porcentaje del agua como una fracción decimal.
Con estas dos expresiones a la mano, o al menos donde usted pueda encontrarlas, puede calcular el volumen de lodo (Vsl) con la siguiente expresión:
Vsl = Ms ( ρ )( S sl )( Ps ) Ec. 3
Ejemplo 1. Usando los siguientes datos de un sedimentador primario, determine la producción diaria de lodos. Datos operativos: Flujo SS influentes Eficienciaremocional Concentración del lodo Sólidos volátiles Gravedad específica de los sólidos volátiles Sólidos fijos Gravedad específica de los sólidos fijos = 0.150 m3/s. = 280.0 mg/L = 280.0 g/m3. = 59.0%. = 5.00%. = 60.0%. = 0.990. = 40.0%. = 2.65.
Solución. Comenzamos calculando Ss. Podemos hacer esto sin calcular Ms, Mf y Mv. Entonces, usando la ecuación 1 tenemos:
Ss = 1 (2.65)(1000)(0.990)(1000) 1000 (0.990)(0.400)(1000) + (2.65)(0.600)(1000)
S s =1.321≈1.32
La gravedad específica del lodo es calculada con la ecuación 2:
S sl = S sl 1.321 0.050+ (1.321)(0.950) =1.012≈1.01
La masa de lodo es estimada a partir de los sólidos suspendidos entrantes y la eficiencia remocional del sedimentador primario.
M s = (0.59)(280.0)(0.15)(86400)(10− 3 ) = 2.14×103 ⋅ kg d
El volumende lodo es entonces calculado con la ecuación 3.
Vsl = 2.14⋅103 (1000)(1.012)(0.050)
Vsl = 42.29≈ 42.3⋅ m3 d
BALANCE DE MATERIA Excluyendo a los agujeros negros 1, sabemos que los procesos físicos, químicos y biológicos de las aguas residuales ni crean ni destruyen la materia. Este hecho, nos permite escribir que,
dS = M entra − M sale Ec. 4 dt
Donde Mentra y Msale se refieren a la masade químicos disueltos, sólidos o gases que entran o abandonan un proceso o grupo de procesos. Si asumimos condiciones de estado estacionario, entonces dS/dt = 0 y la ecuación 4 se reduce a lo siguiente:
M entra = M sale
Ec. 5
Varios procesos interrelacionados son analizados juntos en el diagrama de flujo mostrado en la figura 1. Cuando está rotulado con flujos másicos, el diagrama de flujopuede ser llamado diagrama de flujo cuantitativo (DFC). El balance másico de sólidos puede ser una ayuda importante para un diseñador al predecir, a largo plazo, las cargas de sólidos promedio sobre los componentes del tratamiento de lodos. Esto le permite al diseñador establecer factores tales como costos operativos y cantidades de lodo para disposición final. Sin embargo, no establece lascargas de sólidos que cada equipo tiene que ser capaz de procesar. Un componente particular tiene que ser dimensionado para manejar las condiciones de carga más rigurosas que se esperan puedan ocurrir. Esta carga no se puede determinar aplicando modelos de estado estacionario. Esto es debido a la programación de almacenamiento y operaciones de la planta. Por lo tanto, la rata de sólidos que llega a...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.