Ejercicios de Tratamiento de Agua

 

EJERCICIOS DE TRATAMIENTO DE AGUA SEDIMENTADORES: 1.  Una planta Potabilizadora tiene cuatro clarificadores tratando 0.45 m   /s de agua. Cada clarificador tiene 14.88 m de ancho 24.4 m de largo y 4.57 m de profundidad. Determine: el tiempo de detención, la velocidad de sedimentación, y la velocidad horizontal; asumiendo que la longitud del tanque de sedimentación es 2.5 veces el ancho del tanque clarificador. 3

 

2.  Una planta potabilizadora tiene una capacidad de 140 000 m   /d incluye dos tanque de sedimentación de flujo horizontal, cada uno con 27 m de longitud, 20 m de ancho y 4 m de profundidad. Calcule la velocidad de sedimentación del tanque actual. Estime la velocidad de sedimentación si se colocarán módulos comprendidos de tubos circulares inclinados a 60 oC y que serán colocados en los últimos 15 m del tanque. Los módulos tienen 61 cm de alto y el diámetro 5 3

cm. Datos:

Capacidad: 140 000 m3 /d Dos tanques sedimentadores, dimensiones: Largo 27m

Ancho 20 m

Profundidad 4m

Módulos de tubos circulares inclinados 60° colocados en en los últimos 15m con: Alto 61 cm

Diámetro 5 cm

Area Requerida

Q=V*A

A=Q/V

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A = Últimos metros del tanque * ancho A = 15 m * 20 m = 300m2  Área de la zona de Alta Sedimentación

K para tubos circulares = 1.33

K cuadrados = 1.32 K para placas inclinadas = 1.00 Se utiliza un RN = 280

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L = longitud de los tubos (61 cm) e= espacio entre placa y placa o tubo y tubo (5 cm)

         

 

= 12.2 * 0.013 (280) = 8.56

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     

 

3.  La capacidad de una planta potabilizadora será incrementada de 25 000 m 3 /d a 50 000 m3  /d. existen cuatro sedimentadores de flujo horizontal, cada uno con 24 m de longitud, 12 m de ancho y 4 m de profundidad. Se colocarán placas paralelas separadas cada 5 cm en un ángulo de 60º con la horizontal. Las placas tienen dimensiones de 2.4 m de largo, 1 m de ancho, 1 cm de espesor. La velocidad de sedimentación es de 35 m/d- calcule el área requerida para la zona de alta sedimentación. Datos:

Aumentar la capacidad de 25 000 m3 /d a 25 000 m3 /d  Velocidad de sedimentación = 35 m/d 4 sedimentadores, dimensiones: Largo 24 m

Ancho 12 m

Profundidad 4m

Placas Paralelas a cada 5 cm inclinados 60° con las siguientes dimensiones: Largo 2.4 m

Ancho 1m

Espesor 1 cm

Area Requerida

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                                   

= 20 * 0. 0.013 013 (280) = 16.36

A=L*w

L = 2w

w = (A / 2)1/2 

 

 

   √     

 

L = 2 (4.5m) = 9 m 

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Total de placas = # placas * 2 filas Total placas = 180 placas * 2 = 360 placas

4.  Diseñe un sedimentador constituido por placas inclinadas de 2.4 m de largo, 1.2 m de ancho, 0.006 m de espesor, inclinadas 60º con respecto a la horizontal y separadas entre sí por 0.05 m. El caudal es de 50L/s, temperatura 20oC, número de unidades 2.

 

 FILTRACIÓN 

1.  En una planta potabilizadora se instalarán una serie de filtros rápidos después de los clarificadores o sedimentadores. La velocidad de carga diseñada es de 3

180 m/d. El caudal de diseño es de 0.452 m  /s. El área superficial por filtro es 2 de 50 m . Calcule el número y tamaño de filtros y calcule la velocidad normal de filtración. Datos:

Velocidad de carga = 180 m/d Qdiseño = 0.452 m3 /d Área superficial por filtro = 50 m 2

 

                ⁄   

 

Lecho del filtro = 50 m2 



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A=L*w

L = 2w

w = (A / 2)1/2

               

   √         

 

 

 

  L = 2w

L = 2 (5.2 m) = 10.4 m 

Área propuesta = 8m * 7m = 56 m2  A diseño

≥ A propuesta

56 m2 ≥ 54 m2

≈ 

96.429 %

Chequeo de la velocidad

              ⁄   

 

  ⁄        2.  Diseñe un sistema de filtros de tasa declinante autolavante. El caudal es de o 50 L/s, temperatura 20 C.

Datos del Ejercicio caudal

0.05 m3/s 4320 20

temperatura tasa de filtración 180 m3/m2/d ν  0.000001009 d90antra 0.15 d90arena 0.125

m3/d ºc

 

ÁREA TOTAL DEL FILTRO Q/tasa

24

m2

VELOC VE LOCIDA IDAD D DE DE FILT FILTRA RACI CI N Q/A

180

m/d

0.208333333

cm/s

Se consideran 24 unidades de filtro, para cubrir un área de 24 m2, cada unidad tendrá 1 m2 de área.

Lecho filtrante Material Antracita Arena

tamaño efec (cm) 1.1 0.5

c.u 1.4 1.6

peso (Ss) 1.5 2.65

espesor (cm) 48 22

porosidad 0.45 0.42

Calculo de espesores: Se supone un espesor del lecho de 0.7 m  (TEa/Xa)/(TEA/XA)

Xa

0.22 M

XA

0.48

posicion fondo segunda capa tercera capa cuarta capa quinta capa total

M

Grava de soporte  soporte  espesor (cm) tamaño (mm) 10 25.4-50 7.5 12.7-25.4 7.5 7.5 7.5 40

6.4-12.7 3.2-6.4 1.7-3.2

Hidráulica del lavado Nº de galileo

g*(Ss1)*d90^3)

para la arena para la antracita

3.10211E+12 1.62438E+12

velocidad de fluidización total ((1.3*ν)/d90)*((33.7^2+0.0408*Ga)^0.5 -33.7 para la arena 3.732865235 cm/s 2.23971914 para la antracita 2.250920996 cm/s 1.3505526

m/min m/min

 

chequeo del funcionamiento del auto lavado Qatl=Va*A Qatl