Memoria de Cálculo Del Pretratamiento de Una Planta de Tratamiento de Aguas en El Fraccionamiento...

7/26/2019 Memoria de Clculo Del Pretratamiento de Una Planta de Tratamiento de Aguas en El Fraccionamiento El Pedreg

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MEMORI DE CLCULO DEL

PRETRATAMIENTO DE UNA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS EN EL

FR CCION MIENTO EL PEDREG L DE L

CIUDAD DE PUEBLA

Equipo:

Beatriz Liliana Martnez Ojeda

Berenice Lpez Mago

Felipe Castaeda ldana

Fernanda Dorado Gmez

Ilse Ruth Lau Cruz

Mara Dolores rellano Gamez

MAYO 2 13


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CONTENIDO

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA--------------- 1

1. CLCULO DE CAUDALES ------------------------ 2

1.1 Caudal medio (Qmed) --------------------------------------- 2

1.2 Caudal mnimo (Qmin) ------------------------------------- 2

1.3 Caudal mximo instantneo (Qmax inst) -------------------- 2

Lmites Mximos Permisibles de contaminantesbsicos para descarga de aguas residuales a Ros(NOM-001-SEMARNAT-1996)------------------------- 3

2. PRETRATAMIENTO -------------------------------- 4

2.1 Canal de Llegada (control de velocidad) ----------------- 4

2.1.1.Calculo del tirante hidrulico ---------------------------------- 42.1.2 Valores de diseo del canal control de velocidades --------- 5

2.2 Diseo de la Cmara de Rejillas (limpieza manual) ---- 5

2.2.1 Diseo de rejillas ------------------------------------------------ 62.2.2 Caractersticas del cribado -------------------------------------- 8


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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La contaminacin de los cuerpos de agua a aumentando da con da

principalmente por el incremento de la poblacin y mayor presencia de

contaminantes.

Las aguas contaminadas provienen de diferentes fuentes, principalmente de

industrias y las zonas habitacionales. Dichas aguas estn compuestas por

partculas muy variadas, tanto en tamao como en composicin. Si nos referimos

solo al agua proveniente de una casa, esta trae consigo grasas, detergentes,

espumas, y un sin nmero de materia orgnica e inorgnica que es desalojada. Si

estos contaminantes se desechan directamente a los ros generan un sin fin de

problemas al medio ambiente, por ende se ha normado la calidad del agua para su

reso o descargas.

Para obtener una buena calidad de agua cuyos parmetros se encuentren dentro de

los lmites mximos permisibles (LMP) de la NOM-001-SEMARNAT-1996 es

necesario tratar en agua en una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, que

no es ms que una serie de procesos y operaciones unitarias que logran disminuir

la cantidad de contaminantes en el agua, mejorando la calidad de esta.

El fraccionamiento El Pedregales una obra nueva que decidi tomar conciencia

ambiental ya que todo el fraccionamiento est diseado para la conservacin del

medio ambiente y dentro de los proyectos se tiene pensado el diseo de una planta

de tratamiento de aguas para 500 casas o sea un aproximado de 2000 habitantes.


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1.

CLCULO DE CAUDALES

1.1 Caudal medio (Qmed)Es el caudal que nos sirve para calcular el volumen de los reactores; es decir, es elvolumen de agua a tratar. Este se obtiene utilizando la poblacin de proyeccin

adems de la dotacin promedio diaria que se prev recibir cada habitante, lacual est en funcin del clima de la zona y del nmero de habitantes.

86400

DPpQmed

smsLdias

diahabLhabQmed /0046.0/6296.4

/86400

)/200()2000( 3

1.2 Caudal mnimo (Qmin)Este caudal se utiliza para revisar la velocidad mnima en las estructurashidrulicas y para revisar el tiempo mximo de retencin hidrulica, esto con elfin de asegurar que cuando se tenga este caudal, el sistema pueda funcionar sinque se provoquen colapsos hidrulicos, problemas de septicidad, sedimentacionesno deseadas, etc.

smsmQmedQ /0023.02

/0046.02

min 33

1.3 Caudal mximo instantneo (Qmax inst)Se emplea en el pre tratamiento, adems de que se obtiene la velocidad mxima ylas reas hidrulicas en los ductos y estructuras.

medinst MQQ max

Donde:P

PM

4

141

2873.120004

141

M

1.2873 1.29

Entonces tenemos que:

smsmQ inst /005934.0)/0046.0)(29.1(33

max

Partimos de la ecuacin decontinuidad, de donde sedetermina que: Q = V A

Donde:

Q = Gasto o caudal (m3/s)

V = Velocidad (m/s)

A = rea de una seccin dada(m2)

Pp = Poblacin de proyectopropuesta

D = Dotacin, 200 L / hab.dapara clima fro.


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Lmites Mximos Permisibles de contaminantesbsicos para descarga de aguas residuales a Ros

(NOM-001-SEMARNAT-1996)

Parmetro Unidad

Resultadode calidad

delinfluente

LMP Cumplimiento

emperatura C 20 40.00 No excedeMateriaFlotante ml/L Ausente Ausente No excedeSlidos

dimentablesmg/L 17.00 2.00 Excede

Slidosuspendidos

totalesmg/L 950.00 125.00 Excede

DBO mg/L 200.00 150.00 ExcedeDQO mg/L 600.00 320.00 Excede

NitrgenoTotal

mg/L 205.00 60.00 Excede

Grasas yceites

mg/L 30.00 25.00 Excede

osforo Total mg/L 33 30.00 Excede


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2.PRETRATAMIENTO

2.1 Canal de Llegada (control de velocidad)

QD = Qmed = 0.0046 m3/s

2.1.1.Calculo del tirante hidrulico

De la ecuacin de continuidad: Q = V A despejamos A, donde V = 0.60 m/s :

Se propone un ancho de la plantilla del canal rectangular B = 0.4 m, por lo tanto:

cm92.1m0.01925m0.4

m0.0077

B

AY

2

H

Se propone una altura de bordo libre hBL= 0.20m, por lo que:

cm22m0.22m0.2192m0.20m0.01925hYh BLT

cm43m0.4385m)2(0.01925m)0.4(2YBP

m0.0175m0.4385

m0077.0

P

AR

2

H

H

0.015530.0175

0.014m/s0.6

R

nVS

2

32

2

32

H

V = Velocidad media del flujo,para evitar sedimentacin dematerial se recomienda de 0.6m/s.

AH= rea hidrulica del canal m2

B = Ancho del canal, valorpropuesto 0.4 m

Y = Tirante hidrulico en el canal

hBL= Altura de bordo libre, m. Sesuele proponer de 0.15 - 0.30 m.Valor propuesto 0.20m.

P = Permetro mojado.

Rh= Radio hidrulico.

n = Coeficiente de Manning,

0.014 para concreto.

S = Pendiente del canal,calculada por la ecuacin deManning: V = (1/n) R2/3S1/2

hT = altura total del canal conbordo libre, m.

223

H m0077.0m0.00766m/s60.0

s/m0.0046

V

QA


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2.1.2 Valores de diseo del canal control de velocidades

Las dimensiones para el diseo del canal control de velocidades son:

Ancho, B, cm 40

Tirante, Y, cm 1.92

Altura total, ht, cm 22

Pendiente del canal S, m/m 0.015

2.2 Diseo de la Cmara de Rejillas (limpieza manual)

Su objetivo es la retencin-eliminacin de materia gruesa (basura), para protegerlas conducciones y otros elementos contra posibles daos y evitar que se obturen

por objetos de gran tamao como desperdicios de cocina, pelos, piedras, etc.

Se propone que la cmara de rejillas sea de una seccin, como se aprecia acontinuacin:

El material de las rejillas se sugiere sea de acero galvanizado y con pinturaepxica.


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2.2.1 Diseo de rejillas

Q = Qmed= 0.0046 m3/s

Se elige utilizar barras con8

3 de dimetro (0.9525 cm) y espaciamiento entre

ellas e =1/4 (0.635cm), las cuales presentan una eficiencia aproximada del 60 %.

233

H m107.66m/s60.0

s/m0.0046

V

QA x

2-4 m101.2192m)0.00635(m0.0192eYAu x

2-52-4D mx107.3152)(0.60m101.2192EfAuAu x

Empleando la frmula:

ff

Eg

VV

h

1

2

2

1

2

2

La velocidad de entrada recomendada y usada anteriormente es:

V1= 0.60 m/s

Para determinar la velocidad de salida (V2) se hace el clculo para cuando larejilla est obturada a un 50%, por lo tanto:

smV

V /20.150.0

60.0

50.0

1

2

Por lo tanto:

mmhf 15.00166.060.0

1

)81.9(2

)60.0()20.1(22

Entonces se toma: hf = 0.15m porque es el valor mnimo que recomienda lanorma, adems de que siempre hay que tomar hf> hfcalculada.

Por lo tanto el ancho real del canal donde se colocar la rejilla es:

Breal= B2Marco

AH = rea hidrulica, m2.

Q = caudal de diseo,0.0046 m3/ s.

Au = rea unitaria entrerejas de la cmara, m2.

e = espaciamiento entrerejillas

AuD = rea unitaria decorregida entre rejas de lacmara, m2.

Ef = eficiencia de laoperacin de cribado, %.

= dimetro de la barra, m.

Marco = espesor del marcode las rejilla. El marco sueleser de 20 cm de espesor.

Separacin de la rejilla conel muro = 2.0 cm.

hf = 0.15m = Prdida decarga mnima recomendadapor norma.

V1= Velocidad de entrada =0.60 m/s

V2= Velocidad de salida.

Breal = Base real del canalcontrol de velocidadesdonde se colocar la rejillapara as poder determinar elnmero de barrasreqqueridas.


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Breal= 0.42(0.0381m) = 0.3238 m

Pero adems se recomienda dejar una separacin de 2cm entre el muro y el marco(a cada lado) para poder hacer todas las maniobras necesarias:

Breal= 0.3238m2SBreal= 0.3238m2(0.02m) =0.2838 m

Entonces para el Brealel nmero de barras requeridas es:

Separacin entre barras = 1/4 =0.00635m

Barras = 3/8 = 0.009525 m

Por lo que el rea requerida para cada barra con su separacin es:

areq.= 0.000635m + 0.009525m = 0.01016 m

Por lo tanto:

#Veces = Breal/ areq.= 0.2838m / 0.01016m = 27.93 28 veces

Entonces se tienen:

28 barras de 3/8 de = 29 x 0.009525m = 0.27623 m

28 separaciones entre barras + la ltima = 29 separaciones

Lo que significa:

29separ.x 0.00635m = 0.18415 m

Por lo tanto, el ancho del canal es:

0.27623m + 0.18415m = 0.2090m 0.2838m, lo cual es correcto.

As pues, la rejilla consta de:

28barras de 3/8 de

20 separaciones entre barras de 1/4

Marco de 1 de


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2.2.2 Caractersticas del cribado

Dimetro de las barras, , mm. 9.5

Espacio entre barras, e, in. Inclinacin de las barras, , grados. 45Velocidad en el canal, V, m/s. 0.60Nmero de barras NBC 73Ancho necesario, b, m. 2.07Altura total del canal de rejas, hT, m. 0.22Largo total, LT, cm. 260

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