TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

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1 Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas Lagunas anaerobias Lagunas estabilización MSc. Ing. Rosa Elena Yaya Beas Tratamiento Aerobio Proceso biológico de tratamiento Basado en procesos de oxidación aerobia de materia orgánica en el agua • M.O. + O2 CO2 + H2O+NH3+ Bajo ciertas condiciones se puede dar la nitrificacion Bacterias aerobias

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Lagunas anaerobias.

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1

Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas

Lagunas anaerobiasLagunas estabilización

MSc. Ing. Rosa Elena Yaya Beas

Tratamiento Aerobio

• Proceso biológico de tratamiento

• Basado en procesos de oxidación aerobia de materia orgánica en el agua

• M.O. + O2 CO2 + H2O+NH3+

• Bajo ciertas condiciones se puede dar la nitrificacion

Bacterias

aerobias

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2

• NH4+ + 1.5 O2 ==> NO2- + 2 H+ + H2O+energia

• NO2- + 0.5 O2 ==> NO3- + energia

Entonces se tiene:

• NH4+ + 2 O2 ==> NO3- + 2 H+ + H2O+energia

(NITRIFICACION )

Nitrificación

• Bajo ciertas condiciones se puede dar la nitrificación:

LAGUNAS DE ESTABILIZACION

MSc. Ing. Rosa Elena Yaya Beas

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3

Lagunas de Estabilización

Tratamiento preliminar (rejas, desarenador), seguidos de:

Una ó más LE en series, cada una comprometiendo:

� Una laguna anaerobia,

� Una laguna facultativa, y*

� Una o más lagunas de maduraciónponds

*Depends de la calidad del efluente requerida

3 m1.5 m

1 m

Typical depths

One additional AP to facilitate desludging (not always necessary)

Fuente: Mara

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4

Lagunas FacultativasLagunas Facultativas

Terminos:

�� Lagunas F. primarias:Lagunas F. primarias: reciben agua residual cruda (después de rejas y desarenador)

�� Lagunas F. secundarias:Lagunas F. secundarias:reciben efluentes de lagunas anaerobias (o tanques septicos, UASBs)

Algasmóviles e inmobiles

Algas movilestienen uno o mas

‘flagelos’

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5

Mutualismo: Algas - bacterias

Algas

Luz

COCOCOCO2222

OOOO2222

Nuevas células

BacteriaAgua residual DBOAgua residual DBOAgua residual DBOAgua residual DBO

5555

lodolodolodolodo

FotosintesisFotosintesis•• Las Las algasalgasempleanempleanenegenegííaa solar solar parapara ‘‘ fijarfijar ’’ el el dioxidodioxido

de de carbonocarbono, y el , y el oxigenooxigenoesesproducidoproducido del del aguaaguacomocomoun un extraextra--productoproducto::

106CO2 + 236H2O + 16NH4 + HPO4 C106H181O45N16P + 118O2 + 171H2O +14H+Luz

1 g algas producen ~1.5 g O 2

ALGASALGAS

≈ 1.5 g DBO u ≈ 1 g DBO 5equivale

Fuente: Prof Duncan Mara

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6

ie, 1 million US gallons/day

Valore tÍpicos paraaguas resIdualesdomesticas de

USA

*

* = Contactoresbiologicosrotativos(RBC)

Fuente: Prof Duncan Mara

Construcción es simple, principalmente remoción de

tierras

Fuente: Prof Duncan Mara

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7

Ventajas de LE

• Simple y confiable• Bajo costo• Buena remoción de patógenos

(coliformes termotolerantes, huevos de helmintos)

Fuente: Prof Duncan Mara

1000percapita ónContribuci x Población

C =

CARGA ORGÁNICA “C”

Contribución percápita, en g DBO/(habitante.día)

BM : 40 - 50 Metcalf : 54 Norma OS090: 50

C = Kg DBO/día

Cálculo TeóricoContribucion percapitagr DBO/(habitante.día)

x

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8

CARGA ORGÁNICA “C”

mg/lDBO5

l/sCaudal

DBO/día KgC

0.0864 x DBO5 x CaudalC

=

C= Caudal x concentración

x

Cálculo en campo con datos de laboratorio

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9

Ventajas y desventajas de laslagunas

CARGA VOLUMCARGA VOLUM ÉÉTRICA(CV)TRICA(CV)

Volumen (m3)

C(Kg DBO/día)

CV = Kg DBO 5/(m3.día)

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10

CARGA SUPERFICIAL (CS)

Área (ha)

C(Kg DBO/día)

CS = Kg DBO 5/(hectárea.día)

Lagunas en serie

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11

Lagunas en paralelo

paralelo

serie

Clasificación por el modo de operación

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12

CLASIFICACIÓN

CRUDO PRIMARIA SECUNDARIA TERCIARIA

Por su posición respecto al crudo(“Crudo” = Agua residual sin tratar)

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13

Lagunas anaerobias

AfluenteDBO

Efluente70%DBO

Lodo

Gases(Dioxido de carbono,

metano, HidrógenoSulfurado)

Sólidosflotantes

FERMENTACIÓN ACIDA

Ethil mercaptanoAcido tioglicólicoEscatolCadaverina, putrescina

CarbohidratosProteínasGrasas

FórmicoAcéticoPropiónicoButirico

BacteriasAnaerobias

H2S

=3CO

=4SO =S

−3HCO

HRCO2

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14

METANOGENESIS

4CH

Ethil mercaptanoAcido tioglicolicoEscatolCadaverina, putrescina

CarbohidratosProteínasGrasas

BacteriasAnaerobias

H2S

=3CO

=4SO =S

−3HCO

HRCO2

MethanobacteriumMethanococcusMethanosarcina

CH4

FORMADORAS DE METANOCARACTERÍSTICAS

• Estrictamente anaerobias.

• Desarrollo variable: especie y temperatura 2 a 22 d ías.

• Sensible al pH: Rango 6.6 a 7.6Rango óptimo: 7.0 a 7.2 (pH < 6.2: tóxico)

• Nivel óptimo de ácidos volátiles para la producción de metano: (50-500 mg/l)

• Inhibidores de la producción de metano: niveles alt os de metales pesados, sulfuro, sulfatos, sales catiónicas, ácido s volátiles no ionizados. Por ejemplo: sulfuros (200 mg/l), sulfato s (500 mg/l), RCO2H no ionizado (como ácido acético: 30-60 mg/l)

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15

LAGUNAS ANAEROBIASLAGUNAS ANAEROBIASVENTAJASVENTAJAS

• Bajo costo - Área reducida.

• Atractivas para desechos de altas concentraciones.

• Desechos industriales biodegradables.

Z : 3 Z : 3 -- 5 m5 mP.R. : 1 P.R. : 1 -- 5 D5 Dííasas

Z

LAGUNAS ANAEROBIASLAGUNAS ANAEROBIASASPECTOS DESFAVORABLESASPECTOS DESFAVORABLES

• Procesos muy sensibles a factores ambientales.

• Condiciones estéticas.

• Tasas de mortalidad bacteriana reducidas.

• Malos olores por fallas en la operación y mantenimi ento.

• Acumulación de lodos más rápida.

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LAGUNAS FACULTATIVASLAGUNAS FACULTATIVASASPECTOS DESFAVORABLESASPECTOS DESFAVORABLES

• Las laguna facultativas pueden tornarse ocasionalme nte rojas o rosadas debido a la presencia de bacterias fotosintéticas p úrpuras oxidantes del sulfuro

• 700Kg DBO5/dia y elevadas concentraciones de sulfuro s: generan la aparicion de bacterias purpuras fotosinteticas que met abolizan los sulfuros (Generos Rhodopseudomonas), limita la penetracion de la luz y la actividad fotosinteticas de las algas

• De esta forma, el cambio de coloración en laguna fac ultativas es un buen indicador cualitativo del funcionamiento del proceso de degradación.

Procesosaerobios

H2S

Procesosanerobios

Agua Residual Doméstica

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17

LAGUNAS FACULTATIVASLAGUNAS FACULTATIVASASPECTOS DESFAVORABLESASPECTOS DESFAVORABLES

DISEÑOFORMULAS EXISTENTES

S = DBO5 efluente (mg/l)

Sa = DBO5 afluente (mg/l)

K´ = Constante global de degradación (1/días)

K = Constante neta de degradación (1/días)

PR = Período de retención (V/Q)

K´ = 0.596 (1/días)Yanéz et al - Lima, Perú

K´ = 0.601 (1/días)Chiang - Gloyna - Texas, EUA

1K´.PRSa

S+

=

nKn.(S/Sa)K´=

K´PR

Sa S

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DISEÑOFORMULAS EXISTENTES

S = DBO5 efluente (mg/l)

Sa = DBO5 afluente (mg/l)

K´ = Constante de degradación

PR = Período de retención (V/Q)

n = Exponente experimental

Kn = 6 (1/día) n = 4.8Vincent - Sudafrica, 22°C

Kn = 38.5 (1/día) n = 3.6Kawai - Brasil

KnnPR

Sa S

1Sa)SKn.PR.(Sa

S n +=

LAGUNAS ANAEROBIASCorrelaciones existentes (*)

Sa S

CVT, PR

día)(KgDBO/m3. étricaCargaVolum:CV

68PR3961CV7.4T1236S −++−=

Sa 629 - 826 mg/lS 213 - 440 mg/lEficiencia: 32 - 71 %

T 14 °C - 27 °CCV 0.091 - 0.153 Kg/(m 3.día)PR 4 - 7 días

:::

:::

(*) Saidam y Al Salem (Jordania)

Page 19: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

19

LAGUNAS ANAEROBIASCorrelaciones existentes (*)

Sa S

CSrT, PR

CSa

CSr = -14.455 + 0.6876 CSaCSr = -86.0971 + 0.6543 CSa + 3.3985 TCSr = -265.0576 + 0.7491 CSa + 23.5258 PRCSr = Carga Superficial removida (KgDBO/Ha.día) CSa = Carga Superficial aplicada (KgDBO/Ha.día)

Eficiencia: 60 - 70%(DBO)

(*) KAWAI (Brasil, 1981)

CRITERIOS DE DISEÑO

aCARGA SUPERFICIAL

aCARGA VOLÚMETRICA

aPROFUNDIDAD

aEFICIENCIAS

aACUMULACIÓN DE LODOS

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20

CRITERIOS DE DISEÑO

CARGA VOLÚMETRICABM : 100 - 400 g DBO/(m 3.día)OMS : 100 - 300 g DBO/(m 3 día)

NORMA OS090 : 100 - 300 g DBO/(m 3.día)CARGA SUPERFICIAL >1000 Kg DBO/(ha.día)

PROFUNDIDAD2.5 - 5.0 metros

CRITERIOS DE DISECRITERIOS DE DISEÑÑOOPR Y EFICIENCIAS (T>20C)PR Y EFICIENCIAS (T>20C)

PR (días) REDUCCIÓN DE DBO5 (%)

1 502.5 605 70

Fuente . Mara, 1976

Page 21: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

21

T °C PR (días) Efic. (%)

10 - 15 4 - 5 30 - 4015 - 20 2 - 3 40 - 5020 - 25 1 - 2 50 - 6025 - 30 1 - 2 60 - 80

Fuente: Arceivala, 1973

CRITERIOS DE DISEÑOT - PR - EFICIENCIAS

• Influence of Retention Time and Volumetric BOD Loading Rate on Volumetric BOD

• Removal Rate in Anaerobic Ponds Based on Uddin (1970).

Page 22: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

22

ACUMULACIÓN DE SÓLIDOS

V

n : período de limpieza, añosV : volumen de la laguna, m3ta : tasa de acumulación de lodos

percapitaP : población equivalente servida

P x ta Vx 0.5

n =

• Depende de las condiciones locales

LAGUNA FACULTATIVA

324 NHCOCHacd.org.org.inorg. ++→→+

INFILTRACIÓN

AGUA

RESIDUAL

EFLUENTE

EVAPORACIÓN 2CO2O

2O

2CO

2CO

3HCO

=3CO

3NH

3NO

=4PO

ALGABACTERIA

Page 23: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

23

REACCIONES TIPICAS DEL TRATAMIENTO BIOLOGICOREACCIONES TIPICAS DEL TRATAMIENTO BIOLOGICO

+= ++→++

+++→+

4H3N5SOO2H6NO 5S

8OHO6H4N10CO8NOCOOH5CH

242-3

-22233

−=

−=

++→+

++→+

2OHSHO2HSO4H

2OHSHCOOH2CHSOCHOHCOOH2CH

2242

2343

2236126

36126

2243

243

2COOHCH2CHOHC

COOH3CHOHC

O2HCO3CHOH4CH

COCHCOOHCH

+→→

++→+→

O2HCOOHCHCO4H

O2HCHCO4H

CHCOOH2CHCOOHCH2CH

2322

2422

43223

++→++→+

+→+

I.- Reacciones anaerobias no fotosintéticas (ausenci a de oxígeno molecular)

A. Reducción de nitratos (denitrificación )

B. Reducción de sulfatos

C. Reducción de carbono orgánico (fermentación)

D. Reducción de dióxido de carbono

Fuente: Conway., R.A., Ross, R.D., Handbook of indus trial Waste Disposal, Van Nostrand Reinhold, New York, 1 980

O2HCOCH2CHOCHOHCH2CH

COOH2CHOCHO2CH

OHCOOHCHOOHCHCH

233233

323

23223

+→+

→+

+→+

O2HCO2OCH

O2HO2H

O2H2CO2OCOOHCH

2224

222

2223

→+

→+

→+

-32

-2

2-223

2NOO2NO

O2H2H2NO3O2NH

→+

++→+ −

+==

+=

+→++

+→++

+→+

2H2SO2OOHOS

4H2SO3OO2H2S

O2H2SOS2H

42232

422

222

II.- Reacciones aerobias no fotosintéticas

A. Sistemas con limitado oxígeno

B. Oxidación completa

C. Nitrificación

D. Oxidación de sulfuros

E. Fijación de nitrógenoorgánico NitrogenoN2 →

(Fuente: Conway., R.A., Ross, R.D., Handbook of indus trial Waste Disposal, Van Nostrand Reinhold, New York, 1 980)

Page 24: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

24

O2H)OH(CHCOOH2CH

OHO)(CH2HCO

O6H)OH4(C2COCOOH9CH

OOHO)(CHO2HCO

2SO4HO)3(CHO5H2S3CO

2SOHO)(CHS2HCO

226423

2222

226423

22222

4222

2222

+→++→+

++→

++→+++→++

++→+=

III.- Reacciones fotosintéticas

luz

luz

Luz y algas

luz

luz

luz

(Fuente: Conway., R.A., Ross, R.D., Handbook of indus trial Waste Disposal, Van Nostrand Reinhold, New York, 1980)

NITRIFICACIÓN

DENITRIFICACIÓN

3NH

2N

+4NH −

2NO −3NOOrg.-N

Page 25: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

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REMOCIÓN DE FOSFORO

P-ORGÁNICO P-INORGÁNICO

Mineralización

Crecimiento de organismos

Sedimentación disolución

Precipitaciónadsorción

INFILTRACIÓN

LAGUNAS FACULTATIVASLAGUNAS FACULTATIVASASPECTOS GENERALESASPECTOS GENERALES

• Una población saludable de algas le confiere un col or verde oscuro a la columna de agua

• elevadas concentraciones de sulfuros: aparición de bacterias púrpuras fotosintéticas que metabolizan los sulfuro s (Géneros Thiopedia Thiocapsa), limita la penetración de la luz y la actividad fotosintéticas de las algas

Page 26: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

26

LAGUNAS FACULTATIVASLAGUNAS FACULTATIVASASPECTOS GENERALESASPECTOS GENERALES

• La concentración de algas en una laguna facultativa con funcionamientoóptimo depende de la carga orgánica y de la temperatura, pero frecuentementese encuentra entre 500 a 2000 µg clorofila-a/l.

• La actividad fotosintética de las algas ocasiona una variación diurna de la concentración de oxígeno disuelto y los valores de pH. Variables como la velocidad del viento tienen efectos importantes en el comportamiento de la laguna facultativa, ya que se genera mezcla del contenido de la laguna.

• un buen grado de mezcla produce una distribución uniforme de DBO5, oxígeno disuelto, bacterias y algas, y en consecuencia una mejor estabilizacióndel agua residual.

PRODUCCIÓN DE SULFURO

=4SO =

4SO

=4SO

=4SO

=4SO

=S

=SORG.S−

SH2

Desulfovibrio sp.

Oxidación química

=S

Page 27: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

27

PRODUCCIÓN DE SULFURO

=4SO =

4SO

=4SO

=4SO

=4SO

=S

=SORG.S−

SH2

Desulfovibrio sp.

Oxidación bioquímicabacteria fotosintética rosada

por ejemplo: Cromathium

=S

PRODUCCIÓN DE SULFURO

=4SO =

4SO

=4SO

SH 2

=SORG.S−

SH2

alto pH

bajo pH−+ + HSH

algas las ndesaparece mg/l 8.46.5S

algal ocrecimient el inhibe 4mg/lS

−>>

=

=

Page 28: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

28

CARGA MÁXIMA APLICABLECS máx = Kg DBO/(hectárea.día)

i Mc Garry y Pescod (1970)

i Arthur (1983)

i Yanez et al (CEPIS/OPS, 1980)

i Sáenz (OPS, 1992)

i Norma OS090

20)(T

1.085 x 357.4CSmáx−

=

20)(Ta

1.99 x 400.6CSmáx−

=

60-Ta x 20CSmáx =

20)(T

20)(T

1.05 x 250CSdiseño

1.0443 x 250CSdiseño

=

=

• Ta es la temperatura del aire

• T es la temperatura del agua

• La=10.37+0.725Ls

• Ls=surface BOD loadapplied

• La=BOD load removed (Kg BOD/ha.d)

Page 29: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

29

MODELO A FLUJO PISTONMODELO A FLUJO PISTONK.tSo.eS −=

0U.L

Dd == d : Factor de dispersión

L

• D = el coeficiente de dispersión longitudinal o axial que caracteriza el grado de remezclado durante el flujo

• U = la velocidad del flujo

• L = la longitud del paso del fluido desde el afluente hasta el efluente.

• En la ecuación se ve que conforme aumenta L, acercándose al infinito (flujo tipo pistón), d se convierte en cero; para las condiciones de mezcla completa en las cuales L es muy baja o bien 0, d se convierte en infinito.

MODELO A MEZCLA COMPLETAMODELO A MEZCLA COMPLETA

K.t1So

S+

=

So S∞∞==

UL

D.d

Page 30: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

30

MODELO DE FLUJO DISPERSOMODELO DE FLUJO DISPERSO

a/2d)(2(a/2d)2

(1/2d)

ea)(1ea)(14ae

NoN

−−−+=

1/24Kb.TR.d)(1a +=

• Segun Yañez

Page 31: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

31

N° de Lagunas (n)PR (días) Unitario

PR (días) Total

1 4,999.50 4,999.502 49.5 993 20.54 51.084 9 366 3.64 21.858 2.16 17.310 1.51 15.12

MODELOS DE DISEMODELOS DE DISEÑÑOOMEZCLA COMPLETAMEZCLA COMPLETA

n

1-

4Reducción8

Kb.PR)(1No

N

)(días 2Kb

1010

+=

= →

?

MODELO DE MEZCLA COMPLETAMODELO DE MEZCLA COMPLETA

TRH*K11

NoN

d+=

• Según Marais (1974)

REMOCION DE COLIFORMES REMOCION DE COLIFORMES TERMOTOLERANTESTERMOTOLERANTES

� TRH (d) = TRH en cada laguna� N0 (NMP/100 mL) = concentración de patógenos del AR� N (NMP/100 mL) = concentración de patógenos en el

efluente� NMP = número más probable� K = constante de muerte celular a temperatura local (d-1)

Page 32: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

32

C)21 5:(T

1.19 x 2.6Kd 20)(t

°−

= −

Marais (1974)

MODELO DE MEZCLA COMPLETAMODELO DE MEZCLA COMPLETA

Marais (1974)

M

Ttotald )

MTR

*K1

11

NoN

1E

+−=−=

MODELO DE MEZCLA COMPLETAMODELO DE MEZCLA COMPLETA

� TRtotal (d) = Tiempo de retención sumado de todas las lagunas en serie� N0 (NMP/100 mL) = concentración de patógenos del AR� N (NMP/100 mL) = concentración de patógenos en el efluente� M= número de lagunas� NMP = número más probable� K = constante de muerte celular a temperatura local (d-1)

Page 33: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

33

69

K

CC

TRH

n

n1

/1

0 −

=

� TRH (d) = TRH en cada laguna� n = número de lagunas necesarias� C0 (NMP/100 mL) = concentración de patógenos del AR� Cn (NMP/100 mL) = concentración de patógenos en el efluente de la

última laguna (efluente final)� NMP = número más probable� K = constante de muerte celular a temperatura local (d-1)

TRH necesario para lograr los objetivos del tratamiento

De la ecuación anterior se concluye que pararemoción de patógenos

MODELO DE MEZCLA COMPLETAMODELO DE MEZCLA COMPLETA

Sub modelo hidráulico

Flujo Disperso

En la práctica el flujo no es a pistón, ni a mezcla completa, sino que es disperso.

tp tV/Q R =

C

Se agregatrazador

C vs t

Page 34: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

34

APLICACIAPLICACIÓÓN DE UN TRAZADOR BAJO FLUJO N DE UN TRAZADOR BAJO FLUJO DISPERSODISPERSO

[ ]

nal)(Adimensio Dispersiónd

)Rtp

0.2(d

0.3Rtp

0.03

(10)4.027d

0.8Rtp

0.3

:Si

1.34

tp/R2.09

=

=

<<

−=

<<

MODELO DE FLUJO DISPERSOMODELO DE FLUJO DISPERSO

)2da

(2)2da

(2

)2d1

(

ea)(1ea)(1

4aeNoN

−−+=

1/2

b.TR.d)4K(1a +=

• Segun Yañez

REMOCION DE COLIFORMES REMOCION DE COLIFORMES TERMOTOLERANTESTERMOTOLERANTES

Page 35: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

35

MODELO DE FLUJO DISPERSOSimplificación de Yañez: Ecuación de

Thirimurthy (1969)

2d : lagunas En

4K.R.d)(1a

a)(14ae

NoN

1/2

2

2da1

<

+=+

=

PREDICCIÓN DEL NÚMERO DE DISPERSIÓN (d)

Ecuación de Polprasert modificada por Saenz

[ ]1.4890.734

1.5110.489

(LZ)42.5)(TW2Z)R(W 1.158

d+

+=

R=Tiempo de retención hidráulico (dias)

W= ancho de la laguna (m)

L=Largo de la laguna (m)

Z=talud de la laguna

T=temperatura (ºC)

Page 36: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

36

PREDICCIÓN DEL NÚMERO DE DISPERSIÓN (d)

Ecuación de Polprasert modificada por Saenz

[ ]

2

1.4890.734

1.5110.489

W)1.01368(L/W)0.25392(L/0.26118-(L/W)

d

Trazadores de PruebasJuan San nCorrelació

(LZ)42.5)(TW2Z)R(W 1.158

d

++=

++=

(Yañez, 1993)

Calibración del modelo de flujo disperso

• Tasas de mortalidad de bacterias coliformes (Kb)

• Tasas de degradación de la materia orgánica (K)

• Constante de corrección por temperatura (θ)

• Factores de ajuste al sub-modelo hidráulico

Page 37: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

37

Tasas de mortalidad de bacterias

• Las tasas de mortalidad (Kb) varían con el nivel de tratamiento:– Lagunas anaerobias: Kb = 0,4 – 0,6 día-1

– Lagunas primarias facultativas o facultativas precedidas por anaerobias: Kb = 0,6 – 0,8 día-1

– Lagunas secundarias – terciarias facultativas: Kb = 0,8 – 1,0 día-1

FACTOR DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA:

De acuerdo a Norma OS090: θ = 1,05

Tasas de degradación de la materia orgánica (K)

• La tasa de degradación de la materia orgánica (expresada como DBO) es del orden de:

• K = 0,2 – 0,3 día-1

FACTOR DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA:

De acuerdo a Norma S090: θ = 1,05

Page 38: TD_clase 8-Lagunas Anaerobias

38

Factores de ajuste al sub-modelo hidráulico

• Factor de corrección hidráulica

• Factor de características de sedimentación

• Factor intrínseco de algas

Factor de correción hidráulica (FCH)

• En una laguna de estabilización siempre existirán cortos circuitos hidráulicos y volúmenes muertos que influirán sobre el período de retención

• El período de retención real siempre es menor que el período de retención teórico o nominal = V/Q

• El PRREAL = PRTEÓRICOx FCH

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Factor de correción hidráulica (FCH)

• Los valores de FCH varían entre 0,3 a 0,8

• El FCH dependerá de:– La geometría de la laguna de estabilización

• Las lagunas alargadas tendrán un mayor valor de FCH

– El número y ubicación de los dispositivos de ingreso y salida

• El valor de FCH será mayor cuando mayor es el número de dispositivos de ingreso y de salida y, su ubicación permita reducir los volúmenes muertos

Factor de características de sedimentación (FCS)

• El sub-modelo hudráulico está concebido bajo la consideración que la materia orgánica está bajo la forma soluble

• La materia orgánicaestá agregada en los sólidos en suspensión sedimentables, por lo que habrá una remoción de DBO por sedimentación

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Factor de características de sedimentación (FCS)

• En la laguna primaria (anaerobia o facultativa) ocurrirá la sedimentación de esta materia orgánica particulada (no más del 30%) por lo que la diferencia puede ser considerada como soluble (70%).

• De este modo para las lagunas primarias se puede considerar un valor de FCS = 0,7

• En las lagunas secundarias la sedimentación no es un mecanismo importante de remoción pudiendo usarse valores de FCS = 0,95 a 1,0

La fracción soluble

• Para la DBO se debe considerar en el modelo solo lo fracción soluble (Lo)

CSFLLo x =

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Factor de características de sedimentación (FCS)

• En el caso de remoción de coliformes, solo un número muy pequeño de bacterias esta agregada a partículas sedimentables.

• Se puede considerar :– FCS = 0,95 a 1,0 en lagunas primarias– FCS = 1,0 para cualquier laguna de nivel superior

(LA SEDIMENTACIÓN NO ES UN MECANISMO IMPORTANTE EN LA REMOCIÓN DE BACTERIAS –POR LO QUE SE PUEDE OBVIAR ESTE FACTOR CONSIDERANDOLO COMO FCS = 1,0)

Factor intrínseco de algas (FIA)

• Cuando se incuba una muestra de efluentes de lagunas, para el ensayo de la DBO, se provoca la mortalidad de algas. Esta muerte de algas provocará un incremento de la DBO en el ensayo.

• En la laguna de estabilización facultativa., las algas no están ejerciendo DBO, por el contrario están produciendo oxígeno por fotosíntesis

• La DBO no es un análisis adecuado para evaluar la remoción de materia orgánica en las lagunas de estabilización

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Factor intrínseco de algas (FIA)

• Los valores de FIA serán mayores cuando mayor sea el contenido de algas en la laguna de estabilización (mayor productividad primaria)

• Los valores de FIA que se pueden usar son– FIA = 0 (lagunas anaerobias – no hay algas)

– FIA = 0,1 a 0,2 (lagunas facultativas primarias o facultativas precedidas por anaerobias)

– FIA = 0,3 a 0, 5 en lagunas facultativas secundarias

– FIA = 0,6 a 1,3 en lagunas facultativas terciarias

DBO del efluente de lagunas (Le)

( ) IA

d

a

FLoa

eaLoLe ×+

+=

2

2

1

1

4

• Lo es la DBOo al ingreso de la laguna

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Duncan Mara (1996)

• Aproximadamente del 70 al 90% de la DBO total se debe a la presencia de algas (aprox. 3 mg DBO por cada 100µg de clorofila , 1mg de algas equivalen a 0.45 mg )

• La eficiencia de remoción de DBOtotal es cerca del 50% independientemente de la temperatura del agua

Comparandolos valores de

cargasuperficial LsFuente: Notas de clase en WUR

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Ecuaciones de McGarry & Pescod (A) y (B)

5-102-41-3L/A

20-3010-157-102-5TRH (d)

0.8-1.21.5-23-5H (m)

<100100-350LS (kgDBO/ha.d)

0.100-0.350LV (kgDBO/m3.d)

TotalMaduraciónFacultativaAnaerobiaParámetro