EJERCICIO APLICATIVO

FACULTAD DE INGENIERIASY ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

CATEDRA: Modelamiento Ambiental

DOCENTE: Ing. Julián Laime, Edgar Rafael

SEMESTRE: VIII

TURNO: Noche

ALUMNO: Torres Rojas Cesar Deyvis

| MODELO DE STREETER-PHELPS 1

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

EJERCICIO APLICATIVO DEL MODELO DE STREETER-

PHELPS

EJERCICIO APLICATIVO

Un desagüe sin tratar con una DBO de 240mg/L se envía a una planta de tratamiento en la que se elimina el 50% de la DBO. El rio receptor del efluente tiene la curva de oxigeno que se muestra en la figura (el rio no tiene otras fuentes de DBO). Observe que los valores están expresados en millas y días requeridos para alcanzar un punto determinado.

a. Suponer que por avería en la planta de tratamiento ya no se elimina nada de DBO. Trazar la nueva curva en comba del oxigeno largo tiempo después de la avería. Indicar la distancia de las nuevas coordenadas críticas aguas abajo.

b. Dibujar la curva del oxigeno al cabo de 4 días después de la avería de la planta de tratamiento.

SOLUCIÓN

Para la solución del problema se deben calcular los siguientes parámetros:

I. Calculo del déficit de oxigeno inicial ( DO) DO=OD S−ODO………………………………………………. FormulaN ° 1

Valor de saturación del oxigeno disuelto (mg/L)OD S=9mg /L

Valor Real del oxigeno disuelto en el tiempo cero (mg/L)ODO=9mg /L

| MODELO DE STREETER-PHELPS 2

6,0

120mg/L240mg/L

EJERCICIO APLICATIVO

De donde:ODO=0mg /L

II. Ecuación de Streeter-Phelps, cuyo modelo se presenta como sigue:

OD=ODS=[ Kd . LO

K r .Kd

(e−Kd .t−e−Kr .t )+DO . e−k r . t]…………… ..…FormulaN ° 2

Donde:

Kd :Constantede desoxigenacion(dias−1)

K r :Constantede aireacion(dias−1)

LO :DBOfinal oultimade lamezclade aguacorrientemas aguaresidual enel punto de descarga(mgL

)

t :Tiempo (dias)

Del enunciado ya que el rio no tiene otras fuentes de DBO

LO :120mg /L

III. Construccion de una tabla de datos Experimentales, con base en la figura, la curva debe cruzar por los siguientes puntos:

T(días) OD(mg/L)

0 9.0

3 6.0

8 9.0

Es decir el rio se desoxigena y reoxigena (aireación) en un periodo de 8 días

llegando el valor critico en el tercer día (tC=3dias) con la ODmin=6mg /L.

IV. Cálculo de las constantes cinéticas Kd y Kr Utilizando el software POLYMATH Remplazando los datos en la Ecuación de Streeter-Phelps:

OD=ODS=[ Kd . LO

K r .Kd

(e−Kd .t−e−Kr .t )+DO . e−k r . t]…………… ..…FormulaN ° 2

ODS=9mgL

LO=120mgL

| MODELO DE STREETER-PHELPS 3

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DO=0mgL

Ingresando este modelo con los parámetros ya determinados para el sistema, además ingresamos los datos de la tabla de datos Experimentales para hacer regresión No Lineal con el software Polymath 5.1

Datos Experimentales según la Figura del sistema:

| MODELO DE STREETER-PHELPS 4

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Utilizamos regresión No lineal, la cual nos arroja los siguientes valores:

Aparece el mensaje en rojo: EL CÁLCULO EXCEDE EL MÁXIMO NUMERO DE ITERACIONES y arroja:

Kd :1.417119(dias−1)

K r :2.129061(dias−1)

Ingresamos estos valores en el modelo y simulamos para un periodo de 8 dias:

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