Ejercicios VCS A PARTIR DE PAGINA 6

 

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍAY ARQUITECTURA E.A.P. Ingeniería Ambiental

ALUMNO Vila Santiago, Alejandro 

PROFESOR Ing. Moreno Oscanoa Alejandro Juan

CURSO Tratamiento de Aguas Residuales

Lima, MAYO de 2017 

 

7.6.Un reactor de crecimiento suspendido completo-mixto, sin clarificador ni recirculación, es usado para tratar un flujo de agua residual que contiene solo substancias orgánicas solubles. En el afluente la l a DBO y DQO son los siguientes:

Agua Residual AFLUENTE UNIDADES DBO mg/L DQO

mg/L

A 200 450

Si la concentración de DBO disuelta en el efluente es de 2 mg/L y la concentración de solidos suspendidos volátiles es de 100 mg/L, determine: Asuma la relación de  biodegradabilidad de DQO/DBO de 1.6 1.6 y una equivalencia de 1.42 g gO2/gSSV. O2/gSSV.

DBO5 =200 mg/L

DBO5 =2 mg/L

DQO =450 mg/L

SSV =100 mg/L

(a) la producción observada en términos de gSSV/gDBO, gSSV/gDQO y gSST/gDBO,  

Yobs en función de la DBO:

producida  Y = grgrBiomasa DBO REMOVIDA Q ∗ SS SSVV eflu efluen entete = Q ∗ SS SSVV eflu efluen entete Y = Q∗DBO removida Q∗DBO EntradaSalida 0mgSSV⁄l   =0.51   = Q ∗ Q2∗01000mg 2mg mgDBO⁄l   (b) la concentración de DQOT del efluente incluyendo la DQO NB   

Yobs en función DQO:

producida Y = grgrBiomasa DQO REMOVIDA DQO DBO =1.6 

 

Entonces:

∗ SS SSVV eflu efluen entete = Q ∗ 100 mgSSV⁄l =0.32   Y = Q∗Q DQO removida Q ∗ 2002 mgDQO⁄l ∗1.6    



obs

Y  en función de SST y DBO:

suspendidos totales Y = gr Solidos gr DBO producida Conociendo la relación SSV y SST:

SSV   SST= 0.85 Q ∗ SS SSVV eflu efluen entete 1 Q ∗ 100m 0mggSST⁄l   Y = Q∗DBO removida ∗ 0.85 = Q ∗ 0.85 ∗ 198 mgDBO⁄l =0.59   a.)  DQOT en el efluente:

DQO   = fb  fnb  DQO   = DQO bio biodegr degradab adablele DQO total total  DQObiod DQObiodegr egradab adable le  DQO   = DQO bio biodegr degradab adablele  DQOno DQOno biodegr biodegradab adablele  DQO = 3.2  450 – 32 320 = 133.2 mmgg⁄L   = 133.2 ⁄ 

(c) la fracción de DBO en el afluente que es oxidado a CO2 and H2O.

Fracción de Oxigeno utilizable:

DBO = DBO  DBO  DBO = DBO DBO  5    =0.68

 

 ∗ Q Q∗1.42 mg O ∗100 mgSSV =   = 2002 0.68 mgSSV L  = 149.18  ⁄ ∗   Entonces:

ó        =     149.18∗ =0.51    ó        = 2002 ∗  0.68  51%  51 % del total del Oxi Oxige geno no r emovi do es uti uti liza lizad do pa para ra gene generr ar

ene nerg rgíí a, par a la

deg deg r ad ada ación ci ón d de e la M .O  

7.7. Un reactor aerobio completo-mixto (sin recirculación) con un volumen de 1000 L recibe un caudal de 500 L/d y con una concentración de DQO soluble de 10 mg/L a la salida. El reactor tiene una tasa de consumo de oxigeno de 10 mg/L*h. Para una de las aguas residual con las características dadas a continuación, determine: Agua Residual DATOS

UNIDADES

DQO en el afluente.

mg/L

Tasa de consumo de O2 en el reactor.

B 1800

mg/L*h

15

a)  el tiempo de retención para el reactor en días:

 = ∀ = 1000 = 2    500  DQO =1800 mg/L

Q = 500 L/d

DQO =10 mg/L

V = 1000 L

SSV =?

 

b)  Calculo para determinar la cantidad de O2 usado en gr/d: (asuma la equivalencia de oxigeno por biomasa de 1.42 gO2/gSSV 

DQOoxida DQOo xidado do = Tasa de consu consumo mo de O ∗ ∀  DQOO ox DQ oxididad adoo = 15 Lmg∗ h ∗ 241 dh ∗ 1000 1 grmg ∗ 10 1000 00 L       = 360 360  

c)  Calculo para determinar la concentración de solidos suspendidos volátiles (SSV):

DQOr DQ Orem emov ovida ida = DQO DQO bibiom omasa asa DQO DQO ox oxididada ada    *       gr∗500 DQOremo DQOr emovida vida =  180010 180010  O  DQOO rem DQ remov ovididaa = 895 895  

d O ∗500 l   895 grdO =360 grdO  XSSV ∗ 1.42 grgrSSV d      360   895  =0.75       =  ∗500   1.42   (d) la producción observada en gSSV/gDQO removida.

producida Y = grgrBiomasa DQO removida   ∗0.75  =0.42      =     ∗1.79   

 

7.21. Un proceso con lodos activados con clarificación secundaria y recirculación de lodos es usado para tratar a diario un caudal de aguas residuales de 1000 m3/d con una DQO degradable de 3500 mg/L y una DBO de 1875 mg/L. la concentración de SSVLM es de 2800, 3300 O 3500, la relación SSVLM/SSLM es de 0.80, la concentración DEL EFLUENTE SST es de 20 mg/L, el tiempo de retención de es 24 horas, la concentración de SSLM en la recirculación es de 10000 mg/L, y el flujo de lodos residuales de la línea de recirculación es de 85.5 m3/d. Usando la información dada, determine: (a) el tiempo de retención celular (SRT), la relación F/M en gDBO/SSVLM*d, y la carga volumétrica de DBO (kg/m3*d), (b) la producción observada en términos de gSST/DBO y gSST/gDQO, y (c) la producción sintetizada, asumiendo que k  que  k d = 0.10 gSSV/gSSV*d y ƒd = 0.15 gSSV/gSSV.

(a) Determinar tiempo de retención celular (SRT)  

  Calculando del tiempo de retención celular:



SRT =

 = −∗ ∗+ 

 Si SSL M es de 1 10 0 000 m mg/ g/L L , ent nto onc nce es lo loss SSV SSVL L M es de 8 800 000 0 de a accue uerr do a la relación.

 10003∗3500  = 4     =        100000  ) (1000  85.5  ∗ 20  ) (85.5  ∗ 1000

 

El tiempo de retención celular depende de la temperatura, pero se especifica que el tiempo óptimo para remover la mayor cantidad DBO está entre 3  –  6  6 días. Por lo tanto nuestro tiempo de retención celular es adecuado. Calcular la relación F/M en gDBO/SSVLM*d, y la carga volumétrica de DBO (kg/m3*d) 

F= S   M θ∗X F = 1875 mgl   M 1 d∗ d ∗ 3500 mgl F =0.54     M    ∗ 

=  ∗      1  ∗1000   1875  ∗1000  ∗ 1000000   =1.875     = 1000 3  b) la producción observada en términos de de gSST/DBO y gSST gSST/gDQO /gDQO 

En DBO:

=0.6 

En DQO:

=0.4 

  = 1∗   0.6 =0.43   → 0.8 0.4 =   = 10.1∗4     =0.54    = 1∗   0.4 =0.286   → 0.29 =   = 10.1∗4   0.80  = 0.36    

 

Determinar la producción sintetizada, asumiendo que  que  k d = 0.10 gSSV/gSSV*d y ƒd = 0.15 gSSV/gSSV.

c)  Y sintetizada: L a pr prod oducci ucción ón si sintet ntetii zad zada a es úni únicam came ente la prod producci ucción ón neta de biom biomasa asa po porr otr otro o lado la pr prod oducci ucción ón ob obser servad vada a com compr pre ende a los d de etri tr i tus y a la prod producci ucción ón de bi biom omasa asa por por ende e esta sta ser será á si sie emp mprr e mayo mayorr .

7.22. Una planta convencional de lodos activados es operada con valores de SRT de 8,10, o 12 d. El volumen del reactor es de 8000 m3 y la concentración de SSLM es de 3000 mg/L. Determine (a) la tasa de producción de lodos, (b) el caudal de lodos usado en el reactor, y (c) el caudal de lodos usado para la recirculación de línea. Asuma que la concentración de solidos suspendidos en la recirculación es igual a 10000 mg/L, y los  perdida de sólidos en el clarificador secundario del efluente es menor y puede ser despreciada.

a)  Tasa de Producción de Lodos:

 ∗. ∗  ∗    PxT , SSV =    ∗∗ PxT , SSV = 2040 kgSSVLM/día  b)  Calculo del f lujo usado usado en el reactor: 

∗    = ∗∗ Sea: 

 = 10    = 0 

 

 ∗3000  8000  10 = ∗30000      =800     

c) Calculo del flujo usado para la l a recirculación en línea:  SRT =  

∗  = ′∗

Sea:

 = 10    = 0   ∗3000  8000    10 = ′∗10000    ′  =240   8.1. Una muestra de 1 L contiene 250 gr de caseína (C8H12O3 N2). Si se sintetizan 0.5 gr de tejido celular bacteriano por cada mg de caseína consumida, determinara la cantidad de oxigeno necesario para completar la oxidación de la caseína en productos finales y tejido celular. Los productos finales de oxidación son el dióxido de carbono (CO 2), el amoniaco (NH3), y agua. Suponer que el nitrógeno no incorporado en la producción de tejido celular se convierte en amoniaco.

Reacción de Síntesis:

     →     0.001  í.  0.5   .  250 g caseína

x gr de tejido biomasa

 ∗ 0.5    = 1250 125000 00      = 250 0.001  

 

0.5       =500 1     1   ∗ 1000  Determinación de la cantidad de   usado por cada gr de caseína     :  =

ver ver i fi car el b bala alance nce de la e ecuación cuación.

Reacción de Oxidación:

    →          184 gr CHON  8 32 gr O  1 gr CHON  x gr O     =1.39        = 32∗8 184       500      =   ∗ 1.3399     =359.7   Reacción de Respiración Endógena:

→

C5H7NO2 + 5O2  5 CO2  + NH3  + H20 113

5 (32)

1

x

X

=

1.42

     

Esta es la cantidad de oxigeno necesario por cada gramos de biomasa, para producir energía.

Determinación de la cantidad de Oxigeno necesario:

DQOUZ = DQO DQO  O = 177 DQO = 1250 125000 00 gr SS SSVV ∗ 1.42 42 grgrSSV 177 50 5000 gr O  O ∗ 250 DQO =1.39  gr C gr 250 grgr CHON = 347.5 347.5 gr O   HON Entonces la DQO utilizada será:

 = 177 177 50 5000    347.5 347.5     



= 17784 177847.5 7.5    ≅ 177.8 177.855  

   kg El oxígeno total necesario necesario para realizar las tres reacciones es de 177.85 kg..