proyecto semestral
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UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ARQUITECTURA
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
DR. FACUNDO CORTÉS MARTÍNEZ
PROYECTO:
“LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN”.
VICTOR JOSUÉ ACOSTA ÁLVAREZ
JESÚS MARTÍN HERNÁNDEZ ESPARZA
9° B ING. CIVIL
GÓMEZ PALACIO, DGO. A 19 DE OCTUBRE DE 2012.
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
ÍNDICE
Introducción....................................................................................................................... 3
Consideraciones de diseño................................................................................................ 3
Cálculo de gastos de diseño............................................................................................... 4
Pretratamiento.................................................................................................................... 5
Diseño de lagunas de estabilización.................................................................................. 11
a) Caso 1 (anaerobia, facultativa, maduración)......................................................... 11
b) Caso 2 (Facultativa, maduración).......................................................................... 20
Conclusiones...................................................................................................................... 27
Planos…………………………………………………………………………………… 28
Rejillas................................................................................................................... 28
Medidor Parshall.................................................................................................... 29
Canal desarenador.................................................................................................. 30
Vertedor triangular................................................................................................. 31
Lagunas de estabilización (caso 1)........................................................................ 32
Lagunas de estabilización (caso 2)........................................................................ 33
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
INTRODUCCIÓN
Las lagunas de estabilización son el método más simple de tratamiento de aguas residuales
que existe. Están constituidos por excavaciones poco profundas cercadas por taludes de
tierra. Generalmente tienen forma rectangular o cuadrada.
Las lagunas tienen como objetivos:
1. Remover de las aguas residuales la materia orgánica que ocasiona la contaminación.
2. Eliminar microorganismos patógenos que representan un grave peligro para la salud.
3. Utilizar su efluente para reutilización, con otras finalidades, como agricultura.
La eficiencia de la depuración del agua residual en lagunas de estabilización depende
ampliamente de las condiciones climáticas de la zona, temperatura, radiación solar,
frecuencia y fuerza de los vientos locales, y factores que afectan directamente a la biología
del sistema.
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO
Realizar el diseño hidráulico de un sistema de tratamiento a base de lagunas de
estabilización para una población de 1500 habitantes. Se considerará una aportación de
aguas residuales de 154 l/hab-día, la temperatura mas baja que se registra en la zona es de
11.8ºC y la evaporación de 5 mm/día.
La caracterización del agua a tratar arroja un contenido de materia orgánica (DBO 5 ) de 220
mg/L y 1.0x107 NMP/100 ml de coliformes fecales. El efluente debe resultar con una
DBO menor a 30 mg/l y coliformes fecales inferiores a 1000 NMP/100 mL.
Diseñar el sistema de pretratamiento compuesto por un canal con rejillas, un medidor
parshall, un canal desarenador y un vertedor.
Para las lagunas. Considerar 4 mamparas en laguna de maduración, relación largo ancho (x)
para laguna anaerobia 2:1, para laguna facultativa 3:1. En la laguna de maduración
considerar el ancho de la laguna facultativa.
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
CALCULO DE GASTOS DE DISEÑO
o Gasto medio
Qmed=P(Ap)86400
=1500 (154)
86400=2.67 L/S
o Gasto mínimo
Qmin=Qmed2
=2.672
=1.33 L/S
Dejamos 1.5 l/s
o Coeficiente de Harmon
Cuando la población es mayor a 1000 habitantes, se utiliza la formula
M=1+ 144+√ p
Ϻ=1+ 144+√1.5
=3.68
o Gasto máximo instantáneo
Qmax Inst=Ϻ M (Qmed )Qmax Inst=3.68 (2.67 )=9.83 L/ S
o Gasto máximo extraordinario
Qmax Ext=1.5 (Qmax Inst )Qmax Ext=1.5 ( 9.83 )=14.75 L/S
Nota: el gasto máximo extraordinario, será el gasto utilizado para el diseñodel sistema de pretratamiento y el sistema lagunar.
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
PRETRATAMIENTO
Dimensionamiento del medidor Parshall.
Como Qmax=14.73 L/s, el medidor aplicable es el de W=3plg (7.6 cm) (Tabla 6.11).
Después de elegir el medidor Parshall de la tabla 6.11, obtener n y K de tabla 6.12.
De Tabla 6.12, Si W= 3" --> n= 1.547 K= 0.176
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Profundidad de Lámina (estimada por tres caudales) -->
Si Qmax= 0.01476m3/s ----> Hmax= 0.20 mts
Si Qmed= 0.00267m3/s ----> Hmed= 0.067 mts
Si Qmin= 0.00134m3/s ----> Hmin= 0.043 mts
0.027 mts.
Enseguida se obtienen de la tabla 6.13 las dimensiones del medidor Parshall seleccionado.
W= 3" Dimensiones en cm (tabla 6.13)
W= 7.6A= 46.6B= 45.7C= 17.8D= 25.9E= 45.7F= 15.2G= 30.5K= 2.5N= 5.7
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Dimensionamiento del canal desarenador.
Se harán dos canales iguales y paralelos, uno estará en funcionamiento y el otro paramantenimiento.
Altura Máxima de la lámina de agua:
H = H máx - Z = 0.175 mts.
Ancho del desarenador (se supone V=0.3 m/s):
b =Qmáx / HV = 0.28 mts
Longitud del desarenador:
L = 25H = 25(Hmax - Z) = 4.365 mts
Área Longitudinal del desarenador:
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
A= b*L = 1.230 m2
Tabla resumen
Q H H - ZS = b (H
- Z)V = Q /
S(m3/s) (m) (m) (m2) (m/s)
0.01476 0.20 0.175 0.049 0.3
0.00267 0.067 0.040 0.0112 0.24
0.00134 0.043 0.016 0.0045 0.3
Tasa de escurrimiento superficial para Qmed= 2.67 l/s
Q med / A = 187.8
5 m3/m2.día
Cantidad de material retenido
q = (Qmed x 75)/1000 = 17.325 L/día = 0.0173 m3/día
Suponiendo una limpieza cada = 15 díasla profundidad útil del depósito inferior de arena será
p = (q x t ) / A = 0.21 mts
Dimensionamiento de las rejillas
Se proponen rejillas de tabla 6.4:
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Espesor propuesto t = 1/4" = 6 mm
Espaciamiento a = 1 1/2" = 40 mm
Eficiencia E = 0.857
Área útil necesaria para el escurrimiento (para Qmáx, V= 0.60 m/s):
Au = Qmáx / V = 0.0246 m2
Área Total
S = Au / E =0.028
7 m2
La longitud del canal se obtiene al suponer movimiento uniforme para un tiempo t= 3s.L = ( Q máx x 3 ) / S = 1.5426 mts
El ancho del canal será:
b = S / H = S / (H máx - Z ) = 0.164 mts
Tabla resumen de datos:
Q H H-Z S=b(H-Z) Au = S E V=Q/S
(m3/s) (m) (m) (m2) (m2) (m/s)
0.01476 0.20 0.175 0.0287 0.02459 0.514
0.00267 0.067 0.040 0.0066 0.00562 0.407
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
0.00134 0.043 0.016 0.0026 0.00223 0.514
Pérdidas de carga
Fórmula de Metcalf y Eddy (1991):
Donde: Hf= pérdida de carga, en m
V=velocidad a través de las barras, varía de 0.40 a 0.75 m/s.
v= VE, en m/s
E= eficiencia de la rejilla
g= aceleración de la gravedad, m/s2
V= 0.6 m/s
v = V E =0.514
2
Hf= 0.007 mtsDimensionamiento del vertedor triangular.-
Para vertedores triangulares, los más utilizados son los de 90° de pared delgada, cuyo gasto estádado por la fórmula de Thompson: Q=1.427H^(5/2)
Para este caso, se utilizará en gasto máximo extraordinario:
Qmaxext= 0.01476 m3/s
H= 0.16 mts
Hasta aquí se incluye el sistema de pretratamiento, cuyos planos se encuentran al final del documento. Enseguida se procederá a realizar el diseño de las lagunas de estabilización.
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
DISEÑO DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
Atendiendo a las consideraciones propuestas anteriormente, se procede al diseño de las lagunas.
a) PRIMER CASO.
3 tipos de lagunas (anaerobia, facultativa y maduración). Sin mamparas en laguna facultativa. En maduración incluir el 70% de la longitud de las mamparas (considerar mamparas verticales).
Laguna de Anaerobia
1. Carga orgánica.
C .O .=Qi∗(DBO)
1000=
1274.97∗(220)1000
=280.49kg/dia
2. Carga volumétrica.
λv=20T−100=20 (11.8)−100=136gm3
d
3. Remoción de la DBO.
% de DBOrem=2T +20=2 (11.8 )+20=43.6 %
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
4. Volumen de la laguna.
Va=Li∗(Qi)
λv=
220∗(1274.97)136
=2062.45m3
5. Área de la laguna (Z=2-4 m)
Aa=VaZ
=2062.454
=515.61m 2
6. Tiempo de residencia hidráulico.
Oa=VaQi
=2062.451274.97
=1.62dias
7. Concentración de la DBO en el efluente.
DBOe=(100−%DBOrem ) (DBO )
100=
(100−43.6 ) (220 )100
=124.08mg /l
8. Gasto en el efluente.
Qe=Qi−0.001 ( Aa ) (e )=1274.97−0.001 (515.61 ) (5 )=1272.39m3 /dia
9. Remoción de coliformes fecales.
Constante global de decaimiento
Kt=2.6¿
Coliformes fecales en el efluente
Ne= ¿1+(Kt∗O)
= 100000001+(0.62∗1.62)
=4974832.7NMP /100ml
10. DBO e corregida por evaporación.
DBOecorr=DBO∗(Qi)
Qe=
124.08∗(1274.97)1272.39
=124.33mg /l
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
11. Coliformes fecales corregidos por evaporación.
Necorr=Ne∗(Qi)
Qe=
4974832.7∗(1274.97)1272.39
=4984912.5NMP/100ml
12. Dimensionamiento de la laguna, relación largo-ancho x=2.
B prom=√( A promX )=√(515.61
2 )=16.06m
L prom= A promB prom
=515.6116.06
=32.11m
Considerando un talud 0:1
B¿Bprom+Z (talud )=16.06+4 (0 )=16.06m
L¿ Lprom+Z (talud )=32.11+4 (0 )=32.11m
Calculo del área superficial
A¿¿
Binf=B prom−Z ( talud )=16.04−4 (0 )=16.04m
L inf=L prom−Z (talud )=32.11−4 (0 )=32.11m
Laguna Facultativa.
1. Carga orgánica
C .O .=Qi∗(DBO)
1000=
1272.39∗(124.33)1000
=158.20kg /dia
2. Carga superficial de diseño.
λs=250¿
3. Área de la laguna facultativa.
Af=10∗Li∗Qiλs
=10∗124.33∗1272.39128.06
=12353.22m 2
4. Volumen de la laguna.Se propone Z=1.5m
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
V=Af∗(Z )=12353.22∗(1.5 )=18529.82m 3
Tiempo de residencia hidráulico.
Of= VQi
=18529.821272.39
=14.56 dias
5. Dimensionamiento de la laguna. Relación largo- ancho x=3.
B prom=√( A promX )=√(12353.22
3 )=64.17m
L prom= A promB prom
=12353.2264.17
=192.51m
Considerando un talud 2:1
B¿Bprom+Z ( talud )=64.17+1.5 (2 )=67.17m
L¿ Lprom+Z (talud )=192.51+1.5 (2 )=195.51m
Calculo del área superficial.
A¿¿
Binf=B prom−Z (talud )=64.17−1.5 (2 )=61.17
L inf=L prom−Z (talud )=192.51−1.5 (2 )=189.51
6. Gasto en el efluente.
Qe=Qi−0.001 ( Af ) (e )=1272.39−0.001 (12353.22 ) (5 )=1206.73m3 /d
Relación largo-ancho X=3. Sin mamparas
7. Remoción de coliformes.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
d= 3
−0.26118+0.25392(3)+1.0136 (3)2=0.31
Calculo del coeficiente de decaimiento.
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
=4∗3.07∗e(1− 3.07
2∗0.31 )(1+3.07 )2
=0.0267
Nf=(0.0267 ) ( 4984912.53 )=133010.60
8. Coliformes corregidos por evaporación.
Necorr=Ne∗(Qi)
Qe=
133010.60∗(1272.39)1206.73
=140248.05NMP/100ml
9. Concentración de la DBO en el efluente
Kf= 1.066
1.08535−T
1.066
1.08535−11.8=0.1606 d−1
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
DBOe= 124.33(0.1606∗14.56)+1
=37.24mg / l
10. Eficiencia de la remoción de la DBO
% remocionDBOe=DBOi−DBOeDBOi
(100 )=124.33−37.24124.33
(100 )=70.05 %
11. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi)
Qe=
37.24∗(1272.39)1206.73
=39.26mg / l
Laguna de Maduración 1.
1. Tiempo de retención.Se proponen: O= 8 días
2. Volumen de la laguna.
Vm=Q∗(O )=1206.72∗(8 )=9653.76m 3
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Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
3. Área de la laguna.Se propone una altura Z=1
Am=VZ
=9653.761
=9653.76m2
4. Dimensiones de la laguna.
Se toma el mismo ancho de la laguna facultativa. Y se propone la profundidad
B prom = 64.17 m
Z=1 m
Lprom= AB prom
9653.7664.17
=150.44m
Considerando un talud 2:1 se tiene que:
B¿Bprom+Z (talud )=64.17+1 (2 )=66.17m
L¿ Lprom+Z (talud )=150.44+1 (2 )=152.44m
Calculo del área superficial.
A¿¿
Binf=B prom−Z ( talud )=64.17−1 (2 )=62.17m
L inf=L prom−Z (talud )=150.44−1 (2 )=148.44m
5. Gasto en el efluente.Qe=Qi−0.001 ( Am) (e )=1206.73−0.001 (9653.76 ) (5 )=1158.45m 3/d
La relación largo-ancho x se calcula considerando 4 mamparas con longitud de 0.70 (mamparas verticales).
X=Bpom (%deB ) (Nomam+1 )
L prom(Nomamp+1 )
X=64.17 (0.70 ) (4+1 )
150.44(4+1 )=7.46
16
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
6. Remoción de coliformes fecales.Coeficiente de dispersión.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
d= 7.46
−0.26118+0.25392(7.46)+1.0136 (7.46)2=0.1285
Coeficiente de decaimiento.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
NfNo
=4∗1.7060∗e(1− 1.7060
2∗0.1285 )(1+1.7060 )2
=0.0597
Nf=(0.0597 ) (140248.05 )=8371.05NMP/100ml
7. Coliformes fecales corregidos por evaporación.
Necorr=Nf∗(Qi)
Qe=
8371.05∗(1206.73)1158.45
=8719.84NMP/100ml
8. Concentración de la DBO en el efluente.
Kf= 1.00
1.08535−T= 1.00
1.08535−11.8=0.1507d−1
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
= 39.26(0.1507∗8)+1
=17.80mg / l
9. Eficiencia de la remoción.
% deremDBOe=DBOi−DBOeDBOi
∗100
17
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
% deremDBOe=39.26−17.8039.26
∗100=54.66 %
10. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi)
Qe=
17.80∗(1206.73)1158.45
=18.54mg / l
Laguna de Maduración 2.
1. Tiempo de retención.
Se proponen: O= 6 días
2. Volumen de la laguna.
Vm=Q∗(O )=1158.45∗(6 )=6950.7m3
3. Área de la laguna.Se propone una altura Z=1
Am=VZ
=6950.71
=6950.7m 2
4. Dimensiones de la laguna.
Se toma el mismo ancho de la laguna de maduración. Y se propone la profundidad
B prom = 64.17 m
Z=1 m
Lprom= AB prom
6950.764.17
=108.32m
Considerando un talud 2:1 se tiene que:
B¿Bprom+Z (talud )=64.17+1 (2 )=66.17m
L¿ Lprom+Z (talud )=108.32+1 (2 )=110.32m
Calculo del área superficial.
A¿¿
18
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Binf=B prom−Z ( talud )=64.17−1 (2 )=62.17m
L inf=L prom−Z (talud )=108.32−1 (2 )=106.32m
5. Gasto en el efluente.
Qe=Qi−0.001 ( Am) (e )=1158.45−0.001 (6950.7 ) (5 )=1123.70m3/d
La relación largo-ancho x se calcula considerando 4 mamparas con longitud de 0.70 (mamparas verticales).
X=Bpom (%deB ) (Nomam+1 )
L prom(Nomamp+1 )
X=64.17 (0.70 ) (4+1 )
108.32(4+1 )=10.37
6. Remoción de coliformes fecales.Coeficiente de dispersión.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
d= 10.37
−0.26118+0.25392(10.37)+1.0136 (10.37)2=0.0931
Coeficiente de decaimiento.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
NfNo
=4∗1.4279∗e(1− 1.4279
2∗0.0931)(1+1.4279 )2
=0.0974
Nf=(0.0974 ) (8719.84 )=849.46NMP/100ml
7. Coliformes fecales corregidos por evaporación.
19
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Necorr=Nf∗(Qi)
Qe=
849.46∗(1158.45)1123.70
=875.74NMP /100ml
8. Concentración de la DBO en el efluente.
Kf= 1.00
1.08535−T= 1.00
1.08535−11.8=0.1507d−1
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
= 18.54(0.1507∗6)+1
=9.74mg /l
9. Eficiencia de la remoción.
% deremDBOe=DBOi−DBOeDBOi
∗100
% deremDBOe=18.54−9.7418.54
∗100=47.48 %
10. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi)
Qe=
9.74∗(1158.45)1123.70
=10.04mg / l
b) SEGUNDO CASO.
2 tipos de lagunas (facultativa y maduración). En laguna facultativa sin mamparas y maduración incluir mamparas al 70% de la longitud (considerar mamparas verticales).
Laguna Facultativa.
1. Carga orgánica
C .O .=Qi∗(DBO)
1000=
1274.97∗(220)1000
=280.49kg/dia
2. Carga superficial de diseño.λs=250¿
3. Área de la laguna facultativa.
20
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Af=10∗Li∗Qiλs
=10∗220∗1274.97128.06
=21903.15m2
4. Volumen de la laguna.Se propone Z=1.5m
V=Af∗(Z )=21903.15∗(1.5 )=32854.72m3
Tiempo de residencia hidráulico.
Of= VQi
=32854.721274.97
=25.77dias
5. Dimensionamiento de la laguna. Relación largo- ancho x=3.
B prom=√( A promX )=√(21903.15
3 )=85.45m
L prom= A promB prom
=21903.1585.45
=256.34m
Considerando un talud 2:1
B¿Bprom+Z (talud )=85.45+1.5 (2 )=88.45m
L¿ Lprom+Z (talud )=256.34+1.5 (2 )=259.34m
Calculo del área superficial.
A¿¿
Binf=B prom−Z ( talud )=85.45−1.5 (2 )=82.45
L inf=L prom−Z (talud )=256.34−1.5 (2 )=253.34
6. Gasto en el efluente.Qe=Qi−0.001 ( Af ) (e )=1274.97−0.001 (21903.15 ) (5 )=1160.28m3/d
Relación largo-ancho X=3. Sin mamparas
7. Remoción de coliformes.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
21
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
d= 3
−0.26118+0.25392(3)+1.0136 (3)2=0.31
Calculo del coeficiente de decaimiento.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
=4∗3.99∗e(1− 3.99
2∗0.31 )(1+3.99 )2
=0.0053
Nf=(0.0053 ) (10000000 )=52812.43
8. Coliformes corregidos por evaporación.
Necorr=Nf∗(Qi)
Qe=
52812.43∗(1274.97)1160.28
=58032.64NMP/100ml
9. Concentración de la DBO en el efluente
Kf= 1.066
1.08535−T
1.066
1.08535−11.8=0.1606 d−1
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
DBOe= 220(0.1606∗25.77)+1
=42.81mg / l
10. Eficiencia de la remoción de la DBO
% remocionDBOe=DBOi−DBOeDBOi
(100 )=220−42.81220
(100 )=80.54 %
11. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi)
Qe=
42.81∗(1274.97)1160.28
=47.04mg / l
22
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Laguna de Maduración 1.
1. Tiempo de retención.
Se proponen: O= 6 días
2. Volumen de la laguna.Vm=Q∗(O )=1160.26∗(6 )=6961.68m3
3. Área de la laguna.Se propone una altura Z=1
Am=VZ
=6961.681
=6961.68m 2
4. Dimensiones de la laguna.
Se toma el mismo ancho de la laguna facultativa. Y se propone la profundidad
B prom = 85.45 m
Z=1 m
Lprom= AB prom
6961.6885.45
=81.47m
Considerando un talud 2:1 se tiene que:
B¿Bprom+Z (talud )=85.45+1 (2 )=87.45m
L¿ Lprom+Z (talud )=81.47+1 (2 )=83.47m
Calculo del área superficial.
A¿¿
Binf=B prom−Z (talud )=85.45−1 (2 )=83.45m
L inf=L prom−Z (talud )=81.47−1 (2 )=79.47m
5. Gasto en el efluente.Qe=Qi−0.001 ( Am) (e )=1160.28−0.001 (6961.68 ) (5 )=1125.47m3/ d
La relación largo-ancho x se calcula considerando 4 mamparas con longitud de 0.70 (mamparas verticales).
23
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
X=Bpom (%deB ) (Nomam+1 )
L prom(Nomamp+1 )
X=85.45 ( 0.70 ) (4+1 )
81.47(4+1 )=18.35
6. Remoción de coliformes fecales.Coeficiente de dispersión.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
d= 18.35
−0.26118+0.25392(18.35)+1.0136(18.35)2=0.0531
Coeficiente de decaimiento.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
NfNo
=4∗1.2617∗e(1− 1.2617
2∗0.0531 )(1+1.2617 )2
=0.0838
Nf=(0.0838 ) (58032.64 )=4862.50NMP /100ml
7. Coliformes fecales corregidos por evaporación.
Necorr=Nf∗(Qi)
Qe=
4862.50∗(1160.28)1125.47
=5012.88NMP /100ml
8. Concentración de la DBO en el efluente.
Kf= 1.00
1.08535−T= 1.00
1.08535−11.8=0.1507d−1
24
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
= 47.04(0.1507∗6)+1
=24.71mg /l
9. Eficiencia de la remoción.
% deremDBOe=DBOi−DBOeDBOi
∗100
% deremDBOe=47.04−24.7147.04
∗100=47.48 %
10. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi)
Qe=
24.71∗(1160.28)1125.47
=25.47mg / l
Laguna de Maduración 2.
1. Tiempo de retención.
Se proponen: O= 4 días
2. Volumen de la laguna.Vm=Q∗(O )=1125.47∗(4 )=4501.88m3
3. Área de la laguna.Se propone una altura Z=1
Am=VZ
=4501.881
=4501.88m2
4. Dimensiones de la laguna.
Se toma el mismo ancho de la laguna facultativa. Y se propone la profundidad
B prom = 85.45 m
Z=1 m
Lprom= AB prom
4501.8885.45
=52.68m
25
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Considerando un talud 2:1 se tiene que:
B¿Bprom+Z (talud )=85.45+1 (2 )=87.45m
L¿ Lprom+Z (talud )=52.68+1 (2 )=54.68m
Calculo del área superficial.
A¿¿
Binf=B prom−Z ( talud )=85.45−1 (2 )=83.45m
L inf=L prom−Z (talud )=52.68−1 (2 )=50.68m
5. Gasto en el efluente.Qe=Qi−0.001 ( Am) (e )=1125.47−0.001 (4501.88 ) (5 )=1102.96m 3/d
La relación largo-ancho x se calcula considerando 4 mamparas con longitud de 0.70 (mamparas verticales).
X=Bpom (%deB ) (Nomam+1 )
L prom(Nomamp+1 )
X=85.45 ( 0.70 ) (4+1 )
52.68(4+1 )=28.38
6. Remoción de coliformes fecales.Coeficiente de dispersión.
d= X
−0.26118+0.25392 X+1.0136 X 2
d= 28.38
−0.26118+0.25392(28.38)+1.0136 (28.38)2=0.0345
Coeficiente de decaimiento.
Kb=0.841¿
Calculo del factor “a”.
a=√¿¿
Coliformes fecales en el efluente.
26
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
NfNo
= 4∗a∗e(1− a
2d )(1+a )2
NfNo
=4∗1.1208∗e(1− 1.1208
2∗0.0345 )(1+1.1208 )2
=0.1727
Nf=(0.1727 ) (5012.88 )=865.52NMP /100ml
7. Coliformes fecales corregidos por evaporación.
Necorr=Nf∗(Qi)
Qe=
865.52∗(1125.47)1102.96
=883.19NMP/100ml
8. Concentración de la DBO en el efluente.
Kf= 1.00
1.08535−T= 1.00
1.08535−11.8=0.1507d−1
DBOe= DBOi(Kf∗O)+1
= 25.47(0.1507∗4 )+1
=15.89mg / l
9. Eficiencia de la remoción.
% deremDBOe=DBOi−DBOeDBOi
∗100
% deremDBOe=25.47−15.8925.47
∗100=37.60 %
10. DBOe corregida por evaporación.
DBOecorr=DBOe∗(Qi )
Qe=
15.89∗(1125.47 )1102.96
=16.22mg /l
CONCLUSIONES
27
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
Se diseñó el sistema de tratamiento a base de lagunas de estabilización. Primeramente se
determinaron las dimensiones y características de cada una de las estructuras del sistema de
pretratamiento: rejillas, medidor parshall, canal desarenador y vertedor triangular. Todas
estas estructuras conforman el sistema que permitirá que el agua residual del influente de
las lagunas posea las características idóneas para su adecuado tratamiento.
Además se estimaron las dimensiones de las lagunas de estabilización, utilizando como
metodología el procedimiento de cálculo recomendado por la Comisión Nacional del Agua.
Se consideraron dos alternativas para el diseño: una en la que se incluyen tres tipos de
lagunas (anaerobia, facultativa y de maduración) y otra en la que sólo de incluyeron dos
tipos de laguna, facultativa y de maduración.
Para concluir, se presentan los planos y gráficos que ilustran los cálculos incluidos en este
trabajo.
28
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
PLANOS DEL SISTEMA DE PRETRATAMIENTO
REJILLAS
29
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
MEDIDOR PARSHALL
30
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
CANAL DESARENADOR
**La altura de lámina de agua máxima H es igual a 0.175 mts.
31
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
VERTEDOR TRIANGULAR
32
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
LAGUNA DE ESTABILIZACIÓN (CASO 1)
Planta
Corte
33
Tratamiento de aguas residuales: Lagunas de estabilización.
LAGUNA DE ESTABILIZACIÓN (CASO 2)
Planta
Corte
34