Proyecto de una planta de tratamiento de agus

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MEMORIA DE CÁLCULO

UNIDAD DE DESBASTE.

Qmáx = 35 L/s
Se trabajó con rejillas: D = 1cm w = 0,95 cm (3/8”)
Se asumió un ángulo de inclinación θ = 45º
La velocidad media del agua se tomó 0,90 m/s

• Cálculo del Área Neta de Espacios (As)
As = Donde:
Qmáx = Caudal máximo (L/s).
V = Velocidad media del agua (m/s).

As = = 0,035 m2 → 350 cm2

• Cálculo del Número deBarras
N = Donde:

a = Ancho total del canal. Se asume a = 40 cm> a mínimo = 35 cm.
D = Ancho mínimo de la abertura (cm).
W = Ancho de las barras máximo (cm).

N = = = 20,00 ≈ 20 barras

• Calculo de las dimensiones del canal de entrada al sistema de rejillas:
Ancho Total de barras = Nº de barras×w = 20×0,95 = 19,00 cm.
Ancho útil = a – Ancho total de barras = 40 – 19 = 21,00 cm.Altura útil = = = 16,67 cm.

Verificación a/h = 40/16,67 = 2,4 no cumple, esta fuera del rango (3-8), entonces recalculamos:

a = Ancho total del canal. Se asume a = 60 cm> a mínimo = 35 cm.

N = = = 30,26 ≈ 31 barras
Ancho Total de barras = Nº de barras×w = 31×0,95 = 29,45 cm.
Ancho útil = a – Ancho total de barras = 60 – 29,45 = 30,55 cm.
Altura útil = = = 11,46 cm.Verificación a/h = 60/11,46 = 5,24 OK Cumple, está dentro del rango

• Revisión de la Pérdida de Carga (hf)
hf = Expresión de Kisschneer
Donde:
= Coeficiente de Cálculo dependiente de h. En éste caso se asume barras redondas.
W= Ancho de las barras máximo (cm).
D = Ancho mínimo de la abertura (cm).
V = Velocidad media del agua (m/s).
g = Aceleración de gravedad (m/s2).
Angulo deinclinación que forman las barras con la horizontal (grados).

hf=1,79 =0,04 m → 4 cm OK, Cumple hf < 15cm

• Cálculo de la Pendiente del Canal de Aproximación (S)
Radio Hidráulico R=

R = = 0,083

S = Donde:
V= Velocidad media del agua (m/s).
= Coeficiente de rugosidad dependiente del material del canal. En este caso como es de concreto
R= Radio hidráulico (m).

S = = 0,076→ 7,6 %

• Cálculo del Volumen de Sólidos Retenidos (Vs)
Vs= Q×SR
Donde:
Q = Caudal máximo (L/s).SR= Sólidos retenidos. En este caso se asume 50 Ls/106L.
Vs = 35 l/s×50 ls/106 l = 1,75×10-3 ls/s
En 20 años:

1,75×10-3 ls/s× = 1103,76 m3

A continuación el DISEÑO DEL TANQUE DE IGUALACIÓN

• Cálculo del Volumen de Compensación.

Vc = ( Qmáx – Qm)×tdDonde:

td= Tiempo de duración del caudal máximo. Se asumió td = 1 h.

Vc = (35 – 20) × 1 h × = 54000 L → 54 m3

• Cálculo del Volumen Mínimo.

Vm = Qm×tr Donde:

tr = Tiempo de retención mínimo por normas. (0,5-12) horas. Se asumió 40 min.

V mín = 20 = 48000 l = 48m3

• Volumen Total:

VT = 54+48 = 102 m3

“Usando Aire para el Mezclado”

• Cálculo del aire requeridopara mezclado.

Q Aire = RA× VT Donde:
RA = Requerimiento de aire. (20-30 cfm/1000pies3) .Asumiendo 30 cfm/1000pies3

Q Aire = 30

Q Aire = 108,05 cfm (pies3/min)

• Cálculo de la Presión de Descarga del Soplador.

P1 = Donde:
= Peso específico del agua.
H1 = Columna de agua sobre la superficie del difusor (pies).

P1 = 1000 = 1212,12 Kg/m2

P1 = 1212,12 = 1,74 psiDifusor:

P2 = Donde:

H2= Perdida en pulg de agua. En éste caso se asume H2= 12” (datos del fabricante)

P2 = = 0,19 lb/in2 = 0,19 psi

Fricción, Forma y Accesorios: Representan entre 10 y 15 % (P1+ P2).

P3+P4 = 15%(1,74+0,19) = 0,29 psi

Presión Total = 0,29+0,19+1,74 = 2,22 psi

“Usando un Soplador Mecánico para el mezclado”

• Potencia del Aireador.

P = 75×10-6V donde:V = Volumen del tanque (galones).

P = 75×10-6×102m3× = 2,04 hp

• Potencia Requerida

Preq =

Eficiencia de la Bomba = 0,70

P =

TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO

UNIDAD DE COAGULACIÓN (MEZCLA RÁPIDA)

Datos:
PH = 7,5
Reactivo = AlSO4 Sulfato de Aluminio.
Tiempo de reacción = 5 minutos
Qmáx = 35 L/s.

• Cálculo del Volumen del Reactor.

Vm = Qmáx×tr Donde:

tr...
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