Definición del modelo de cálculo de la Carga Superficial...

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Definición del modelo de cálculo de la Carga Superficial Máxima (CSM) para el diseño de lagunas de Estabilización Facultativa de la zona del pacífico de Nicaragua. Vanegas, C., Reyes, R., Gámez, S.

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Definición del modelo de cálculo de la Carga Superficial Máxima (CSM) para el diseño de lagunas de Estabilización Facultativa de la

zona del pacífico de Nicaragua.Vanegas, C., Reyes, R., Gámez, S.

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INTRODUCCIÓNLas lagunas de estabilizaciónson el principal sistema detratamiento de aguasresiduales municipales enNicaragua.

19 Lagunas de Estabilización14 Lagunas en el Pacífico

34 Sistemas de tratamiento

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No. LOCALIDAD SISTEMA1 Chinandega/El Cementerio Lag. Estabilización2 Chinandega/ R. González Lag. Estabilización3 León/Sutiava Lag. Estabilización4 León / San Isidro Lag. Estabilización

5 León/El Cocal Lag. Estabilización + Macrófitas

6 Nagarote/Sta Elena Lag. Estabilización7 Nagarote/Patriarca Lag. Estabilización8 Somoto – Sistema Viejo Lag. Estabilización9 Estelí Lag. Estabilización

10 Tipitapa / La Villa Lag. Estabilización11 Tipitapa/ La Bocana Lag. Estabilización12 San Rafael del Sur Lag. Estabilización13 Granada Lag. Estabilización14 Masaya Lag. Estabilización15 San Marcos Lag. Estabilización16 Rivas Lag. Estabilización17 Matagalpa Lag. Estabilización18 Sébaco Lag. Estabilización19 Jinotega Lag. Estabilización

INTRODUCCIÓN

Ubicación de las Lagunas de estabilización en Nicaragua

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• Modelo de mezcla completa y cinética de primer orden• Modelo de flujo arbitrario• Modelo de Flujo pistón• Modelo de CARGA SUPERFICIAL MÁXIMA• Modelo empírico de Gloyna

¿Cómo se diseñan las lagunas de estabilización facultativas?

Solamente Dios sabe lo que en realidad ocurre dentro de las lagunas de estabilización

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Consiste en determinar la cantidad de materia orgánica que puededegradar una laguna facultativa, antes de convertirse en lagunaanaerobia. Este es el modelo comúnmente empleado, pues hademostrado diseños aceptables para Lagunas Facultativas. Dichacarga superficial es muy variable dependiendo del área geográfica,temperatura, radiación solar, etc.

Modelo de Carga Superficial Máxima

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¿Cuál es el problema?Existen varias fórmulas propuestas por diferentes investigadoresde diversas partes del mundo, donde se emplean lagunasfacultativas. Entre ellos:

Si suponemos una temperatura de25°C. y seleccionamos lasfórmulas que dependen detemperatura del aire y del agua.Obtendremos valores en el rangode 350-750 KgDBO/Dia*Ha

Existe una diferencia significativa en los dos valores límites. La CSM repercute en el área superficial de la laguna.

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¿Cuál es el problema?La regla nos dice que el área de la laguna es inversamente proporcionala la Carga superficial Máxima calculada. Pero si tenemos como mínimo7 fórmulas con valores diferentes de CSM.

¿Qué fórmula debemos seleccionar?¿Cuál es la fórmula que mejor se ajusta a la realidad

de Nicaragua?¿Qué dicen las normativas nacionales?

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Y entonces ¿Qué hacemos?

Definir el modelo de cálculo de la CargaSuperficial Máxima (CSM) que mejor seadapta a los diseños de lagunas deEstabilización Facultativa de la zona delpacífico de Nicaragua.

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¿Cómo lo hacemos?Seleccionamos dos lagunas de estabilizaciónfacultativas como área de estudio.

PTAR-El Patriarca. Nagarote PTAR-San Marcos. Carazo

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Planta de Tratamiento de Aguas Residuales “El Patriarca”

¿Cómo lo hacemos?

• Color• Caudal• pH• Temperatura agua• Temperatura amb.

Mediciones de Campo:

Análisis de laboratorio:

• DBO5• NH3

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Resultados preliminares

Q = 3.7635h0.7599

R² = 0.9331

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

CAU

DAL

(lts/

s)

ALTURA DEL LIQUIDO (cm)

CURVA DE CAUDAL EN FUNCIÓN DE LA ALTURA

Al calibrar el canal de entradade la PTAR “El Patriarca” seobtuvo la gráfica que generóla fórmula de caudal enfunción del tirante de agua.

Qmedio= 27.10 lps

Obtenido de los 5 muestreos realizados.

Caudal Medio

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Resultados preliminares

Se verificó el comportamiento de la carga orgánica en un día normal de

la semana.

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000

8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 1 2 3 4 5 6 7

Carg

a O

rgán

ica

(KgD

BO)

Tiempo (horas)

CARGA ORGÁNICA VS TIEMPOCarga(KgDBO)

Carga Orgánica

Entre las 8:00 am-1:00 pm se reporta la mayor carga

orgánica y entre las 2:00-4:00 am se reporta la menor carga

orgánica.

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Resultados preliminares

pH promedio= 7.23

Temperatura y pH

T agua= 31.22

T ambiente= 31.35

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Resultados preliminares

Durante todo el período de muestreo se observó que tanto la laguna primaria

como secundaria conservaban un color verde

Color

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Resultados preliminares

Se midió el nitrógeno amoniacal a la entrada y

salida de la laguna primaria para determinar la fracción

de Amonio

Nitrógeno Amoniacal

Fracción NH3= 0.87

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Resultados preliminares

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9Entrada kg DBO/d 739.43 676.88 581.35 778.94 736.59 450.05 692.16 686.88 817.38 Salida kg DBO/d 266.89 264.97 229.84 381.08 200.24 161.74 380.01 219.80 510.37

Carg

a Ap

licad

a en

Kg

DBO

5/di

a

Remoción de DBO5 en Laguna Facultativa Primaria

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Resultados preliminaresCarga Superficial Aplicada

Área de la laguna primaria= 0.87 HaFecha Muestreo Caudal Prom. DBO5 (Entrada) kg DBO/(Ha*d)

13/02/2013 1 25.32 338 849.9109/07/2013 2 27.88 281 778.0329/10/2013 3 26.08 258 668.2204/02/2014 4 27.74 325 895.3303/07/2014 5 27.59 309 846.6517/11/2014 6 27.13 192 517.3022/09/2015 8 26.18 306 795.5804/10/2015 9 26.5 300 789.5224/10/2015 10 30.77 307.5 939.52

27.17 292.58 788.74Promedio

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Resultados preliminaresCarga Superficial Máxima

Carga Aplicada= 686.2 KgDBO/DíaCarga Superficial máxima real= 788.74 KgDBO/Ha-día

Área de la laguna primaria= 0.87 Ha

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN