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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Carga contaminante y población equivalente José Espinosa Otero RECORDEMOS LO APRENDIDO… ¿ SEGÚN EL TIPO CÓMO SE CLASIFICAN LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES ? ¿ CUAL ES EL PROPÓSITO DEL TRATAMIENTO PRELIMINAR? ¿CUÁLES SON LOS MÉTODOS PARA EL CALCULO DE LA POBLACIÓN...

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Carga contaminante y población equivalente José Espinosa Otero

RECORDEMOS LO APRENDIDO…

¿ SEGÚN EL TIPO CÓMO SE CLASIFICAN LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES ?

¿ CUAL ES EL PROPÓSITO DEL TRATAMIENTO PRELIMINAR?

¿CUÁLES SON LOS MÉTODOS PARA EL CALCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA?

¿CUÁLES SON LOS MÉTODOS PARA LA MEDICIÓN DE CAUDAL?

MOMENTOS PRIMER MOMENTO CARGA CONTAMINANTE Y POBLACIÓN EQUIVALENTE

PRIMER MOMENTO CARGA CONTAMINANTE

1. Remoción de DBO 2. Remoción de sólidos suspendidos 3. Remoción de patógenos 4. Remoción de nitrógeno y fósforo 5. Remoción de sustancias orgánicas refractarias (detergentes, fenoles y pesticidas) 6. Remoción de trazas de metales pesados 7. Remoción de sustancias inorgánicas disueltas

OBJETIVOS PRINCIPALES DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

CARGA CONTAMINANTE La CARGA CONTAMINANTE, es la concentración (del parámetro medido en la descarga) por el caudal vertido. Se expresa frecuentemente en kg/d y debe entenderse como una masa de contaminantes aportada en una unidad de tiempo.

Carga Contaminante = Concentración * Caudal * 0,0864

Los parámetros más usados para estimar la carga contaminante a nivel mundial son: DBO5, DQO, SST (Sólidos Suspendidos Totales), N (Nitrógeno) y P (Fósforo).

Donde, Carga contaminante (en kg/d) Concentración (en mg/L) Caudal (en L/s)

No obstante, de ser conveniente para un estudio específico, pueden emplearse otros parámetros distintos.

El valor 0,0864 es un factor de conversión para pasar de mg/s a kg/d

En Colombia, los parámetros más usados son DBO5 y SST.

CALCULO

PARÁMETROS

La contaminación de un vertido o la cantidad de materia orgánica aportada por un vertido, no sólo es función de su concentración medida en DQO (u otro parámetro análogo) sino también de su caudal, debido a que la inclusión de esta última variable, permite valorar dicho aporte en el tiempo.

Hay 2 Industrias, A y B. La industria A tiene un vertimiento con concentración DQO = 20 mg/L, y un caudal Q=400 L/s. Por su parte la industria B tiene un Q= 0,1 L/s pero una DQO = 80.000 mg/L.

¿CUÁL DE LAS 2 INDUSTRIAS GENERA MAYOR CONTAMINACIÓN SOBRE EL CUERPO DE AGUA DONDE VIERTEN SUS AGUAS?

POBLACIÓN EQUIVALENTE Una vez se tenga estimada la carga contaminante del vertido industrial, el número de habitantes equivalentes se determina dividiendo la carga, por el aporte que hace un habitante, es decir, una persona, por día, para el mismo parámetro. Aunque en Colombia no se tiene oficializada una cifra del aporte diario de una persona para ninguno de los parámetros, algunos de estos valores, fundamentados en la normativa europea son:

Por ejemplo, la industria “B” que aporta una carga contaminante de 691,2 kg/d de DQO, tiene una población equivalente, considerando un aporte por habitante de 0,135 kg/d (135 g/d), de:

01 345 2 !"#$%&'ó) *+ = = 5118,5 ≈ 5119 01 0,135 345 2 690

EJERCICIO EN CLASES

EJERCICIO No. 1 Determinar la calidad de un rio al Final del tramo con respecto a la Demanda Química de Oxigeno si este presenta un caudal aforado antes de los vertimientos de 60L/s. Q=2L/S DQO=800mg/l Q=6 L/S DQO=1000mg/l Q=10L/S DQO=600mg/l

BALANCE DE CAUDALES

Qf= 2L/s + 6L/s+10L/s+60L/s Qf= 78L/s

BALANCE DE MASA

Q1C1 + Q2C2 + Q3C3 + Q4C4 – QFCF = 0 (60l/s x 0) + (2l/s x 800mg/l) + (6l/s x 1000mg/l) + (10l/s x 600mg/l) – (78l/s)(Cf) = 0

* -. −13.600( , ) + / != -. −78( ) /

! = 174,365.//

EJERCICIO No. 2 Una cuidad de 5.000 habitantes descarga sus aguas residuales tratadas al rio Guatapuri, el cual tiene un caudal de aforo de 150 L/S antes de estos vertimientos y un porcentaje de remoción de sus aguas negras de un 70%. Determine la concentración final en este rio. Q=5L/S DQO=2000mg/l Q=10 L/S DQO=1500 mg/I Q=4 L/S DQO=800mg/l

BALANCE DE CAUDALES

Qf= 5L/s + 10L/s + 4L/s + 150L/s Qf= 169L/s

BALANCE DE MASA

Q1C1 + Q2C2 + Q3C3 + Q4C4 – QFCF = 0 (15L/s x 0) + (5L/s x 2000mg/l x 0,3) + (10L/s x 1500mg/l x 0,3) + (4L/s x 800mg/l x 0,3) – (169L/s)(Cf) = 0

* -. −8.460 ( , ) + * != * −169 ( + )

! = 50,059-./5

EJERCICIO No. 3 Una ciudad de 20000 habitantes descarga sus aguas residuales tratadas a un río con un caudal mínimo de 150 L/s y una DBO de 2 mg/L. el caudal de aguas residuales es de 150 L/d y la DBO de 30 g/d. Si la DBO en el río no puede exceder de 8 mg/L, determinar la DBO máxima permisible en el efluente y el porcentaje de eficiencia requerido en la planta de tratamiento municipal. TENEMOS CALCULAR EL CAUDAL DEL RIO

ü ü ü ü ü ü

#Hab: 20.000hab Caudal R: 150L/s DBOr: 2mg/L Qar: 150L/d DBOar: 30mg/d DBOmax: 8mg/L

150' 86400( 1./ ) ) !" = ( 1.000' !" = 12.960./ /d

CALCULAR EL CAUDAL DEL AGUA RESIDUAL

!"#

CALCULAR CONCENTRACIÓN DE DBO DEL AR

150( 101 *20.000ℎ./* = ) 1.000( !2 = 3.00001 /d

456"#

30.00007/) = 150 (/)

!2 = 20007/L

PLANTEAR LA ECUACIÓN DE BALANCE DE MASA PARA LA DBO DEL AGUA RESIDUAL TRATADA Y AGUA DEL RIO

!9 * :9 + !.9*:.9 − !=*:= = 0 03 207 03 12.960 * + 3.000 *:.9 = 12.960 + 3.000 ) ( ) 12.960 − 25.920 :.9 = 3.000(

03 )

03 ) )

07 (

03 07 *8( ) ) (

Car = 33.92 ≈ 34mg/L

CALCULAR EL PORCENTAJE DE EFICIENCIA

200 − 34 (100 != 200 ! =83%

EJERCICIO No. 4 El caudal de aguas municipales de una ciudad incluye las aguas residuales de una población de 20000 habitantes; los residuos industriales de una lechería que vierte 200 m-3 /d, las aguas residuales de un matadero que sacrifica 40 reses diarias y las aguas residuales de una planta que procesa 5000 pollos por día. El caudal de aguas residuales domésticas es de 200 L/d, el matadero descarga 1 m3 por cada res sacrificada y la planta de pollos descarga 10 m3 por cada 1000 pollos procesados. La carga de DBO por persona es de 35 g/d, la concentración de DBO de las aguas residuales de la lechería es de 1000 mg/L, la DBO por cada res 4 Kg y por cada pollo 10g. Determinar las poblaciones equivalentes, en términos de caudal y DBO, de la planta de tratamiento de aguas residuales municipal (PTARM), y la eficiencia requerida para producir un efluente con DBO de 45 mg/L. TENEMOS

ü ü ü ü ü ü ü

Población: 20.000hab Qlechería: 200m3/d Matadero: 40 reses/d Pollos: 5.000pollo/d Qard: 200L/d Qmat: 1M3/res Qpollo: 10m3/1000pollos/d

ü ü ü ü ü

Carga: BDO pp = 35g/d DBO lechería: 1.000 mg/L DBO c/res: 4Kg DBO pollo: 10Kg Efluente: 45Mg/L

CALCULAR CARGAS DE DBO DE LA PTARM

!"#$ = 0,035 * 20.000 = 700kg/d !234ℎ3 = 1 * 200 = 200kg/d !$787"39# = 4 * 40 = 160kg/d !#872 = 1.110kg/d

CALCULAR LAS POBLACIONES EQUIVALENTES EN TERMINO DE CAUDAL

!"#$% = 20.000c !"*+,ℎ+ = 200/0,2 = 1.000c !"%232#+4$ = 40/0,2 = 200c PE8$**$9 = 50/0,2 = 250c PE;$32* =

? ?,=

= 21.450c

CALCULAR LAS POBLACIONES EQUIVALENTES EN TERMINO DE DBO

!"#$% = 20.000c !"*+,ℎ+ = 200/0,035 = 5.714c !"%676#+8$ = 160/0,035 = 4.571c PE...