2.4 CARACTERIZACIÓN DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA DEL EDIFICIO 
Tabla 2.2 caracterización del agua residual del edificio 
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Cloruros 
mg/L 50 
250 Si cumple 
Nitratos 
mg/L 300 60 No cumple 
Sulfatos 
mg/L 30 400 Si cumple 
Coliformes totales NMP...
CAPITULO III 
DISEÑO DE LA PLANTA TRATADORA DE AGUA 
3.1 DIAGRAMA DE BLOQUES 
Afluente 
Tratamiento 
preliminar 
Tratamien...
3.2 DIAGRAMA DE PROCESOS
3.3 DISEÑO DE LA REJILLA 
Caudal (Q) = 19.008 m3/d 
Velocidad (v) = 28 m/h* 
*velocidad, tomando en cuenta la distancia de...
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3.4 TANQUE DE SEDIMENTACIÓN 
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Condiciones de Diseño. 
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32 ° 퐶 1.924 (푓푡2⁄푆) 푥 105 푚2⁄푠 
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*Viscosidad cinemática (poas) = 푐푚2⁄푠 휌푎 30°퐶 = 9.764 푘푔⁄푚3 
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= 2.4587 푚3 
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푉 ≠ ℎ2+ + 푟2 
ℎ2 = 푔2 − 푟2 
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Qd= carga total del diseño (m3/h) 
N= número de unidades 
Para N tambien se considera un valor experimental obtenido de la...
3. 6 DISEÑO DE UN HUMEDAL 
Factores a considerar 
 Caudal (Q)= 19.008 m3 
 Volumen 
 Área 
 Concentración BDO5 inicial...
Carga superficial 40 Kg/ha * d 
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1.6 CLORACIÓN 
Diseño del tanque de cloración 
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  1. 1. 2.4 CARACTERIZACIÓN DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA DEL EDIFICIO Tabla 2.2 caracterización del agua residual del edificio Parámetro Unidad Concentración De la muestra LMP por la NOM-001- SEMARNAT 1996 Observaciones Solidos totales. mg/L 1200 200 No cumple Solidos suspendidos ml/L 3.5 50 Si cumple Demanda Bioquímica de oxígeno, DBO5. mg/L 200 60 Si cumple Demanda Química de oxígeno, DQO. mg/L 400 120 No cumple
  2. 2. Cloruros mg/L 50 250 Si cumple Nitratos mg/L 300 60 No cumple Sulfatos mg/L 30 400 Si cumple Coliformes totales NMP/100ml 107 a 108 2000 No cumple
  3. 3. CAPITULO III DISEÑO DE LA PLANTA TRATADORA DE AGUA 3.1 DIAGRAMA DE BLOQUES Afluente Tratamiento preliminar Tratamiento primario Tratamiento secundario Desinfección Rejillas de limpieza manuales Tanque de sedimentación circular  lodos activados Filtro de carbón activado Biorreactor Humedal artificial Cloración Efluente
  4. 4. 3.2 DIAGRAMA DE PROCESOS
  5. 5. 3.3 DISEÑO DE LA REJILLA Caudal (Q) = 19.008 m3/d Velocidad (v) = 28 m/h* *velocidad, tomando en cuenta la distancia desde el punto más alto del edificio, donde el agua comienza a fluir. 푣 = (28 푚 ℎ ) (24 ℎ푟 1 푑 ) = 672 푚 푑 퐴 = 푄 푣 퐴 = 19.008 푚3 푑 672 푚 푑 퐴 = 0.02828 푚2 ≈ 0.03 m 2 퐴 = 휋푟2 퐴 휋 푟 = √ 0.02828푚2 3.1416 푟 = √ r= 0.0948 m d= 0.1897 m 100푐푚 1푚 0.1897 푚 ( 1 푝푢푙푔 2.53 푐푚 ) ( ) = 7.4706 푝푢푙푔 ≈ 8 pulgadas Área A = L x L 0.03 m2 = L2 퐿 = √0.03푚2
  6. 6. 100 푐푚 1 푚 퐿 = 0.1732 푚 ( ) = 17.32 푐푚 푐푎푑푎 푙푎푑표 푑푒 푙푎 푟푒푗푖푙푙푎 = 6.8190 pulgadas Tomando en cuenta los datos de la Tabla 5.5 (Tchobanoglous y Burton 1991). Tabla 3.1 Información usual para el diseño de rejillas de limpieza mecánica y manual. Parámetro Unidad Limpieza manual Limpieza mecánica Tamaño de la barra: Ancho Pulg 0.2 – 0.6 0.2 – 0.6 Profundidad Pulg 1.0 – 1.5 1.0 – 1.5 Espaciamiento entre barras Pulg 1.0 – 2.0 0.6 – 3.0 Inclinación con la vertical Grad. 30 – 45 0 – 30 Velocidad de aproximación Pie/s 1.0 – 2.0 2.0 – 3.25 Perdidas admisibles Pulg 6 6  Ancho de la barra 0.4 pulgadas  1 pulgada de separación entre barras  5 barras 17.32 cm 0.4’’ 1’’
  7. 7. 3.4 TANQUE DE SEDIMENTACIÓN 푉 = 1 3 휋 푟2ℎ L = 3 Condiciones de Diseño. ℎ2 = 푔2 − 푟2 1 = 3 Relación Longitud-Diámetro. 0.3048 푚 13 푝푖푒푠 ( 1 푝푖푒 ) 3.9624m ≈ 4 푚 h =10 pies = 3.048 m d = 10 pies = 3.048 m r = 1.524 m Pend = 6 = 1.8288 m 푔2 = ℎ2+ 푟2 13 ft Condiciones de la tubería de entrada: Q = QII= V= VII= D= d = Condiciones de diseño en el desarenador. Remoción de partículas hasta de diámetro con un grado de remoción de 75% ɱ = 30 °퐶 − 0.800 푥 10−6
  8. 8. 32 ° 퐶 1.924 (푓푡2⁄푆) 푥 105 푚2⁄푠 Temperatura = 30°C *Viscosidad cinemática (poas) = 푐푚2⁄푠 휌푎 30°퐶 = 9.764 푘푔⁄푚3 Grado de desarenador = n = 1 Relación Longitud: Ancho = 1:3 Cota de la lámina del desarenador = Velocidad de sedimentación de las partículas d = 0.188 m 푉 = 푔 18 (휌푠− 휌) ɱ 푑2 = Tamaño de la partícula ˃ 0.040 m Tabla 5.1 Pág. 242 Tchobanoglous. *Se utilizó por nuestro criterio una pendiente de 6 plg = 1.8288 m esto para que nos quedara idealmente. 퐶푎푟푔푎 표푟푔푎푛푖푐푎 푚푎푠푎 푠푠푡 푉표푙푢푚푒푛 표 푎푟푒푎 Medir altura del lodo o Mínima. o Velocidad máxima de ascensión = Velocidad del lodo a precipitar m/a (de abajo hacia arriba). Carga volumétrica. Carga orgánica 푚3⁄ℎ푎푏. 푑í푎 푋 푛ú푚푒푟표 푑푒 ℎ푎푏푖푡푎푛푡푒푠. *Volumen diario x la eficiencia = 푚3 El resultado va a ser el volumen y se le agrega el 20%. (푄)(퐸) = 푉 푉 = (19.008 푚3 푑 ) (0.75) = 14.256푚3 ≈ 15 푚3 Pueden ser 2 tanques de 8 푚3  Volumen del cilindro según dimensiones de la tabla 5.16 de la pág. 310 푉 = 휋 푟2 ℎ = (3.1416)(15.524)2(2.0371푚) = 14.8639 푚3 15 푚3 → 100%  Volumen del cono.
  9. 9. 푉 = 1 3 휋푟2ℎ = 1 3 (3.1416)(1.524)2(1.10109푚) = 2.4587 푚3 푉 푡표푡푎푙 = 17.3226 푚3 푉 ≠ ℎ2+ + 푟2 ℎ2 = 푔2 − 푟2 ℎ = √푔2 − 푟2 ℎ = √(1.8288)2 = 1.0109 푚 1.5 FILTRO Para el diseño del filtro se tomaron las concideraciones de “la Guia para el diseño de sistemas de filtración”, Lima 2005. Y los siguientes criterios nos seran de mucha ayuda para el diseño de dicho filtro.  Periodo de diseño: es recomendable para esta fuente entre 8 y 12 años, sin embargo nuestro diseño plantea una duración de 10 años.  Periodo de operación: -deben ser diseñados para periodos de operación de 24 horas, siento de 2 el número minimo de unidades en paralelo.  Caudal del diseño: las unidades en una planta de tratamiento serán diseñadas para el caudal maximo diario. Dimensionamiento: Area superficial As= 푄푑 푁푥푉퐹 Donde: As= se obtiene del caudal de agua eb m3/h y de la tasa de filtración Vf= velocidad de filtración (m/h)  De acuerdo a esta guía la velocidad de filtración varia entre los 0.1 y 0.2 m/h. Y cambe mencionar que a mayor contaminación del agua el afluente tendra una menor velocidad de filtración,
  10. 10. Qd= carga total del diseño (m3/h) N= número de unidades Para N tambien se considera un valor experimental obtenido de la guia para el diseño de sistemas de filtracíón y el dato utilizado es 2. Sustituyendo en la ecuación se tiene: As= 푚3 ℎ (0.792 ) (2)(0.2푚/ℎ) As= 1.98 m2 Coeficiente de minimo costo K= (2N)/(N+1) Sustituyendo se tiene K= (2)2/(2+1) K= 1.33 Longitud de unidad L= (AsK)1/2 L= ((1.98 m2)1.33)1/2 L= 1.57 m Ancho de unidad b = (As/K)1/2 b= (1.98 m2/ 1.33)1/2 b=1.22 m
  11. 11. 3. 6 DISEÑO DE UN HUMEDAL Factores a considerar  Caudal (Q)= 19.008 m3  Volumen  Área  Concentración BDO5 inicial= 100mg/L Calculo de la carga orgánica CBDO5 inicial= 100 mg/L 100 푚푔 ( 퐿 ) ( 1 푔 1000푚푔 1000퐿 1푚3 ) = 100 g/m3 ) ( Carga orgánica = C0 * Q Carga orgánica = 푔 푚3 ) (19.008 (100 푚3 푑 ) 1000 푔 푘푔 = 1.9008 퐾푔 푑 Tomando en cuenta la temperatura más fría en la región de Poza Rica, Ver. y de acuerdo a la tabla establecida por US EPA (1983). Tabla 3.2 Temperatura a considerar Temperatura media en invierno (°C) Carga superficial de DBO Kg/Ha * d lb/ac * d > 15 45 – 90 40 – 80 0 – 15 22 – 45 20 – 40 < 0 11 – 22 10 – 20
  12. 12. Carga superficial 40 Kg/ha * d  Área Á푟푒푎 = 퐶푎푟푔푎 표푟푔푎푛푖푐푎 퐶푎푟푔푎 푠푢푝푒푟푓푖푐푖푎푙 Á푟푒푎 = 1.9008 푘푔 푑 40 푘푔 ℎ푎 ∗ 푑 Área= 0.0475 ha  475.2 m2 Suponiendo una altura de 1 m  Tiempo de retención 푡 = 퐴ℎ 푄 푡 = 475.2 푚2 19.008 푚3 푑 t= 25 días  Volumen 푄 = 푉 푡 V= Qt V= (19.008 푚3 푑 ) (25 d) V= 475.2 m3  Dimensiones Se utiliza una relación 3:1 (Stainer 1993) W= √Á푟푒푎 3
  13. 13. W= √475.2 푚2 3 W= 12.5857 m ≈ 13 m L= 3W L= 3 (12.5857m) L= 37.7571 m ≈ 38 m Ajustando dimensiones L = 6m W= 2 m h= 1 m Pendiente del fondo del 10% (W.E.F. 1990) = 0.1 m 1m Nivel del agua 20 cm de sustrato (tierra). 50 cm de grava (tamaño mediano). 10 cm de arena. 6m 2 m Plantas acuáticas emergentes (Burka and Louvenue 1990). Juncuss effussus 5 – 15 cm (Profundida de la raíz). Typha latifolia 15 – 60 cm (Profundidad de la raíz). Pasto vetiver 2 m (altura). Phragmites 3 m (altura).
  14. 14. 1.6 CLORACIÓN Diseño del tanque de cloración Relación Longitud-Diámetro. 0.3048 푚 13 푝푖푒푠 ( 1 푝푖푒 ) 3.9624m ≈ 4 푚 h =10 pies = 3.048 m d = 10 pies = 3.048 m r = 1.524 m (푄)(퐸) = 푉 푉 = (19.008 푚3 푑 ) (0.75) = 14.256푚3 ≈ 15 푚3 Pend = 6 = 1.8288 m  Volumen del cilindro según dimensiones de la tabla 5.16 de la pág. 310 푉 = 휋 푟2 ℎ = (3.1416)(15.524)2(2.0371푚) = 14.8639 푚3  Volumen del cono. 푉 = 1 3 휋푟2ℎ = 1 3 (3.1416)(1.524)2(1.10109푚) = 2.4587 푚3 푉 푡표푡푎푙 = 17.3226 푚3 Condiciones de la dosificación Caudal: 19.008 푚3/d = ( 1푚3 1000퐿 24ℎ푟푎푠 1 푑 )( )( 1 ℎ표푟푎 3600푠 ) = 0.22 L/s GASTO DE PERCLORITO 13 pies
  15. 15. 0.22L/s x 1.5 mg/L x 86.4 = 28.512 g Cl2/d 28.512 푔 퐶푙2/푑 130푔 퐶푙2/퐿 = 0.21 L/d Al hacer la dilución para dosificar del 1% en peso, la concentración seria de 1.3g/L. Entonces el caudal de la bomba dosificadora puede adecuarse como: q= 푚푔 퐿 1.5 푋 0.22 퐿/푆 130 푚푔/퐿 = 0.33 mg/s 0.33 푚푔/푠 1300 푚푔/퐿 q= = 0.00025 mL/s

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