MEMORIAS DE CÁLCULO SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS – STARD PROYECTO: CASA JOSÉ MANUEL CARVAJAL ECHAVARRIA Elaborado por: VEREDA EL PLAN CORREGIMIENTO SANTA ELENA MUNICIPIO DE MEDELLÍN DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA OCTUBRE 2022 ……………………………………………………………………………………………….. ÍNDICE 1. 2. 3. 4. 5. 6. INTRODUCCIÓN GENERALIDADES E INFORMACIÓN BÁSICA DEL PROYECTO CARACTERISTICAS Y CAUDAL DEL AGUA RESIDUAL A TRATAR 3.1 Características del Agua Residual Doméstica a Tratar 3 4 4 4 3.2 Caudal de agua residual a tratar 5 NORMATIVIDAD AMBIENTAL A CUMPLIR SISTEMA DE TRATAMIENTO PROPUESTO DESARROLLO MEMORIAS DE CALCULO 6.1 Desarrollo Modelo de Cálculo Sistema Séptico (Cámaras de sedimentación y clarificación). 6 8 9 9 6.2 Desarrollo del Modelo de Cálculo Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente - FAFA 15 6.3 21 Resumen Dimensiones Sistema Séptico Integrado con FAFA 6.4 Dimensionamiento de Humedal de Flujo subsuperficial 5 BIBLIOGRAFIA 6 ANEXOS ANEXO No.1: PLANO SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALS DOMÉSTICAS - STARD ANEXO No.2 TARJETA PROFESIONAL INGENIERO DISEÑADOR 21 24 25 25 26 2 ……………………………………………………………………………………………….. 1. INTRODUCCIÓN El tratamiento de aguas residuales abarca un escenario muy amplio de problemas porque incluye una gran variedad de afluentes y unos requisitos de efluentes y de métodos de disposición muy diferentes. El determinante más importante en la selección del sistema de tratamiento lo constituyen la naturaleza del agua residual cruda y los requerimientos de uso o disposición del efluente. El presente diseño esta propuesto para cumplir con la legislación ambiental vigente en el tema de vertimientos al suelo del proyecto CASA JOSÉ MANUEL CARVAJAL ECHAVARRIA, compuesto por UNA (1) vivienda, localizado en la vereda El Plan del corregimiento de Santa Elena, municipio de Medellín - Antioquia. . 3 ……………………………………………………………………………………………….. 2. GENERALIDADES E INFORMACIÓN BÁSICA DEL PROYECTO El proyecto CASA JOSÉ MANUEL CARVAJAL ECHAVARRIA, compuesto por UNA (1) vivienda, está localizado en la vereda El Plan del corregimiento de Santa Elena, municipio de Medellín Antioquia. Las aguas residuales domésticas son generadas por la utilización de los servicios sanitarios (sanitarios y orinales), pocetas, lavamanos, cocina y lavado de ropas. El proyecto se localiza por encima de los 2.000 m.s.n.m. y la temperatura media de la zona de influencia es de 18.0 °C. El vertimiento de las aguas residuales domésticas tratadas (ARD-T) se realizará al suelo mediante campo de infiltración. 3. CARACTERISTICAS Y CAUDAL DEL AGUA RESIDUAL A TRATAR 3.1 Características del Agua Residual Doméstica a Tratar Actualmente no se cuenta con caracterización del agua residual doméstica a tratar, por lo tanto, para el diseño se asumen las características indicadas en la Tabla No.3.1. Tabla No.3.1. Características del Agua Residual Doméstica a Tratar Parámetro pH Demanda Química de Oxigeno - DQO Demanda Bioquímica de Oxigeno - DBO5 Sólidos Suspendidos Totales - SST Sólidos sedimentables – SSED Grasas y aceites Fosforo Total Nitrógeno Total Unidades Unidades de pH mg/L O2 mg/L O2 mg/L mL/L mg/L mg/L mg/L Valor 6,00 – 9,00 ≤ 500 ≤ 300 ≤ 250 ≤ 10 ≤ 100 ≤8 ≤ 40 Fuente: Adaptación de METCALF Y EDDY & EDDY. Ingeniería de las Aguas Residuales. Madrid 1995. McGraw Hill. 4 ……………………………………………………………………………………………….. 3.2 Caudal de agua residual a tratar El proyecto estará conformado por UNA (1) vivienda, a cada una se le asigna una ocupación promedio de 5 personas. En la Tabla No.3.2 se muestra la población y los datos considerados para la obtención del caudal de agua residual a tratar. Tabla No.3.2. Caudal de Agua Residual Doméstica (ARD) a Tratar Tipo de instalación Parámetro Número de viviendas Población permanente total Dotación neta población permanente (L/persona -día) Población transitoria o flotante Dotación neta población transitoria (L/persona -día) % perdidas Valor Referencia tèorica y/o comentario 1 6 10 Información suministrada por el usuario Información suministrada por el usuario Articulo 43, Resolución 0330 de junio 08 de 2017 (RAS-2017) Información suministrada por el usuario 80 Dato usado por CORANTIOQUIA 130 15% Dotación bruta población permanente (L/persona -día) 152.94 Dotación bruta población transitoria (L/persona -día) 94.12 Factor de retorno 85% Contribución de ARD por persona permanente (L/persona -día) Contribución de ARD por persona transitoria (L/persona -día) Factor de seguridad diseño Caudal de ARD población permanente (L/persona - día) Caudal de ARD población transitoria (L/persona - día) Caudal de ARD total (L/día) 130 80 0% No debe superar el 25%. Articulo 44, Resolución 0330 de junio 08 de 2017 (RAS-2017) Articulo 134, Resolución 0330 de junio 08 de 2017 (RAS-2017) Contribución de ARD = Dotación bruta x Factor de retorno Contribución de ARD = Dotación bruta x Factor de retorno Dato asumido por el diseñador Caudal de ARD = Población permanente 780 xContribución de ARD por persona permanente x 800 Factor de Seguridad Caudal de ARD = Población transitoria x Contribución de ARD por persona transitoria x Factor Caudalde deSeguridad ARD población permanente (L/ - día) + 1,580 Caudal de ARD población transitoria (L/- día) Caudal total de ARD (L/día) Caudal total de ARD (L/s) Caudal total de ARD adoptado (L/s) Caudal total de ARD adoptado (M3/día) 1,580 0.0183 0.0180 1,555 L/día L/s L/s L/día 5 ……………………………………………………………………………………………….. 4. NORMATIVIDAD AMBIENTAL A CUMPLIR El 6 de julio de 2021 el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible expidió La Resolución 0699 “Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales de Aguas Residuales Domésticas Tratadas al suelo, y se dictan otras disposiciones.”, la cual entró en vigencia a partir del 01 de julio de 2022, por tal motivo el sistema de tratamiento a diseñar se proyecta para que también cumpla con los límites máximos permisibles de los parámetros establecidos en dicha Resolución. Teniendo en cuenta las generalidades del proyecto, se cataloga como “Usuario equiparable a Usuario de vivienda rural dispersa”. Fuente: Articulo 2, Resolución 0699 del 06 de julio de 2021. Tabla No.4.1 Carga orgánica proyectada a generarse en el proyecto (expresada en carga de DBO5) 12 Parámetro Caudal DBO5 Carga orgánica Valor 1,555.20 L/día Referencia teórica y/o comentario Cálculo Adaptación de METCALF Y EDDY & EDDY. 300 mg/L Ingeniería de las Aguas Residuales. Madrid 1995. McGraw Hill. Carga orgánica = Caudal * Concentración DBO5 / 0.47 Kg DBO5/día 1.000.000 6 ……………………………………………………………………………………………….. Tabla No.4.2 Parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, y sus valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales de ARD-T al suelo para usuarios equiparables a Usuarios de vivienda rural dispersa 7 ……………………………………………………………………………………………….. 5. SISTEMA DE TRATAMIENTO PROPUESTO La selección de un proceso tratamiento de aguas residuales o la combinación adecuada de ellos, depende principalmente de: ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Las características del agua cruda La calidad requerida del efluente La disponibilidad de terreno Los costos de construcción y operación del sistema de tratamiento La confiabilidad del sistema de tratamiento La facilidad de optimización del proceso para satisfacer requerimientos futuros más exigentes. Con base a los criterios anteriores y teniendo en cuenta la calidad y cantidad de agua a tratar y la calidad requerida del efluente, se selecciona el siguiente tren de tratamiento: ✓ ✓ ✓ ✓ Sedimentación (Sistema séptico: primera cámara) Clarificación (Sistema séptico: segunda cámara) Oxidación biológica anaerobia (Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente – FAFA) Oxidación biológica anaerobia en humedal de flujo subsuperficial. Los procesos de sedimentación, clarificación y el FAFA se llevarán a cabo en un sistema integrado de tres cámaras, fabricado en Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio – PRFV. Figura No.5.1 Tren de Tratamiento Propuesto 8 ……………………………………………………………………………………………….. 6. DESARROLLO MEMORIAS DE CALCULO 6.1 Desarrollo Modelo de Cálculo Sistema Séptico (Cámaras de sedimentación y clarificación). A continuación, se presenta el desarrollo del modelo de cálculo para el dimensionamiento de las cámaras de sedimentación (primera cámara) y clarificación (Segunda cámara). La forma geométrica del sistema séptico integrado será cilíndrica horizontal. ✓ Volumen útil de las cámaras de sedimentación y clarificación (Vu) El volumen de las cámaras de sedimentación y clarificación (Vu) se calcula utilizando la siguiente ecuación (Ec.1). Nota: Vu, corresponde a la sumatoria del volumen de la cámara de sedimentación y el volumen de la cámara de clarificación. 𝑉𝑢 = 1000 + 𝑁𝑐(𝐶𝑇 + 𝐾𝐿𝑓) (Ec.1) Donde: Vu = Volumen útil de las cámaras de sedimentación y clarificación (Litros). Nc = Número de personas (hab) = 12 personas (equivalente) En el proyecto se tiene población permanente y transitoria, para facilitar los cálculos, se procede a dejar la población en términos de población permanente, para lo cual se divide el caudal total sobre la contribución de ARD de la población permanente = 1555 L/día / 130 L/per -día = 11, 96 personas, se aproxima a 12 personas. C = Contribución de aguas residuales (L/hab – d). = 130 L/hab - día T = Tiempo de detención (d) = 0.50 días = 12 horas. La Resolución 0330 de 2017 establece en el articulo 173, que el tiempo de retención hidráulico debe estar entre 12 a 24 horas. Para la determinación de esta contribución diaria de aguas residuales, se utiliza la siguiente ecuación, la cual se expresa en L/d: 9 ……………………………………………………………………………………………….. 𝐶𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 = 𝐶 ∗ 𝑁𝑐 (Ec.2) K = Valor por intervalo de temperatura ambiente (ºC). Se toma como referencia lo establecido en el RAS 2000, Tabla E.7.3., el valor de esta variable depende de la frecuencia de limpieza del sistema séptico y de la temperatura ambiente del lugar donde opera el sistema. Temperatura promedio del lugar del proyecto = 18,0 °C. (TABLA E.7.3 RAS 2000) Valores de tasa de acumulación de lodos digeridos Intervalo de limpieza (años) Valores de K por intervalo temperatura ambiente (t) en ºC t 10 10 t 20 t 20 1 94 65 57 2 134 105 97 3 174 145 137 4 214 185 177 5 254 225 217 Lf = Lodo fresco (L/d). La cantidad de lodo fresco que se almacena en el sistema séptico, se determina con base en la contribución de aguas residuales, tal como se expone en el RAS 2000, Tabla E.7.1. Se adopta un valor intermedio de 0.5 L/d. Al reemplazar los valores en la ecuación No.1 se obtiene: Vu = 1000 + 12*(130 x 0,50 + 65*0,50) Vu = 2.170 L ✓ Caudal de diseño del sistema séptico (Qdiseño) El caudal de diseño del sistema se calcula a partir de la Ec.3 Qdiseño = Nc * C (Ec.3) Donde: Qdiseño = Caudal de diseño del sistema (L/día) Nc = Número de personas (hab) 10 ……………………………………………………………………………………………….. C = Contribución de aguas residuales (L/hab – d). Para la determinación de este parámetro se utiliza como base al RAS 2000, Tabla E.7.1. Qdiseño = 12 personas *130 L / (persona – día) Qdiseño = 1.560 L/día ✓ Profundidad útil del sistema séptico (hútil) La Resolución 0330 de 2017 establece en el artículo 173 que la profundidad útil debe estar entre los valores mínimos y máximos dados en la Tabla 25 de acuerdo al volumen útil obtenido. Se asume una profundidad útil de 1,20 m ✓ Borde libre (BL) El borde libre de las estructuras hidráulicas oscila entre 0.20 m y 0.30 m, por lo tanto, se adopta un borde libre de 0.20 m. ✓ Diámetro del sistema séptico (ФT) El diámetro total del sistema séptico se calcula a partir de la siguiente ecuación, así: ØT = hùtil + BL (Ec.4) Donde: ØT = Diámetro del sistema séptico (m) hùtil = Altura útil del sistema séptico (m) BL = Borde Libre (m) ØT = 1,20 m + 0,20 m ØT = 1,40 m 11 ……………………………………………………………………………………………….. ✓ Área transversal total del sistema séptico (AT) 𝐴𝑇 = 𝜋 ∗ 𝜃2 4 (Ec.5) Donde: AT = Área transversal del sistema séptico (m2) Ф = Diámetro total del sistema séptico (m) AT = 1,539 m2 ✓ Área ocupada por el borde libre (ABL) El área ocupada por el borde libre (ABL) corresponde al área de un segmento circular, la cual se calcula en función del diámetro del sistema séptico y el borde libre (BL) utilizando la Ecuación 6 (Ec.6) 𝑅−𝐵𝐿 ) − (𝑅 𝑅 𝐴𝐵𝐿 = 𝑅 2 ∗ 𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠 ( − 𝐵𝐿) ∗ √2 ∗ 𝑅 ∗ 𝐵𝐿 − 𝐵𝐿2 (Ec.6) Donde: ABL = Área ocupada por el borde libre (m2) R = Radio del sistema séptico (m) BL= Borde libre (m) Arccos = Arcoseno ABL = 0,135 m2 ✓ Área transversal útil (Au) El área transversal útil será el área transversal que ocupará el agua residual en el sistema séptico y se calcula utilizando la Ecuación 7 (Ec.7). 12 ……………………………………………………………………………………………….. Au = A - ABL (Ec.7). Donde: Au= Área transversal útil del sistema séptico (m2) A= Área transversal total del sistema séptico (m2) ABL = Área transversal ocupada por el borde libre (m2) Au = 1,539 m2 – 0,135 m2 Au = 1,404 m2 ✓ Volumen total (VT) Para la obtención del volumen total (VT) del sistema séptico se utilizará la regla se semejanzas entre las áreas (área total y útil) y volúmenes (volumen total y útil) del sistema séptico y se calcula utilizando la Ecuación 8 (Ec.8). 𝑉𝑇 𝑉𝑈 𝐴 = 𝐴𝑇 (Ec8). 𝑈 Donde: VT= Volumen total del sistema séptico (m3) Vu= Volumen útil del sistema séptico (m3) AT= Área transversal total del sistema séptico (m2) Au= Área transversal útil del sistema séptico (m2) De la ecuación 8 despejamos el Volumen total (VT), quedando la ecuación 8.1: 𝐴 𝑉𝑇 = 𝑉𝑈 ∗ 𝐴 𝑇 (Ec.8.1). 𝑈 VT = 2,378 m3 13 ……………………………………………………………………………………………….. ✓ Longitud del sistema séptico cilíndrico (L) Con base en la Ec.9, se calcula la longitud del sistema séptico circular. 𝑉 𝐿 = 𝐴𝑇 (Ec.9) 𝑇 Donde: L = Longitud del sistema séptico (m) VT = Volumen útil del sistema séptico (m3) AT = Área transversal del sistema séptico (m2) L = 1,545 m ✓ Dimensionamiento de los compartimientos del sistema séptico cilíndrico Las dimensiones de las cámaras de sedimentación y clarificación del sistema séptico se harán con base a las ecuaciones 10 y 11. 2 Longitud de la cámara No.1(Cámara de sedimentación): 𝐿𝐶1 = 3 𝐿 (Ec.10) Donde: LC1 = Longitud de la cámara No.1 (Cámara de sedimentación) (m) L = Longitud del sistema séptico (m) LC1 = 2/3 * 1,545 m LC1 = 1,030 m; se adopta un valor de 1,050 m Largo de la cámara No.2 (Cámara de clarificación): 𝐿𝐶2 = 𝐿 − 𝐿𝐶1 (Ec.11) Donde: LC2 = Longitud de la cámara No.2 (Cámara de clarificación): (m) L = Longitud del reactor anaerobio (m) LC1 = = Longitud de la cámara No.1 (Cámara de sedimentación) (m) LC2 = 1,545 m – 1,030 m LC2 = 0,515 m; se adopta un valor de 0,52 m 14 ……………………………………………………………………………………………….. ✓ Longitud total recalculada del sistema séptico (LTR) La longitud total recalculada será igual a la suma de las longitudes adoptadas para la cámara de sedimentación y la cámara de clarificación, para ello se utiliza la ecuación 12 (Ec.12). LTR = LC1A + LC2A (Ec.12). Donde: LTR = Longitud total recalculada del sistema séptico (m) LC1A = = Longitud adoptada para la cámara No.1 (Cámara de sedimentación) (m) LC2A = Longitud adoptada para la cámara No.2 (Cámara de clarificación): (m) LTR = 1,050 m + 0,52 m LTR = 1,57 m 6.2 Desarrollo del Modelo de Cálculo Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente - FAFA Para el dimensionamiento del Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente – FAFA, se retoman los conceptos consignados en el capítulo 29 “Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales: Filtros Anaerobios de Flujo Ascendente del “Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento” de la Comisión Nacional del Agua – CONAGUA de México. ✓ Caudal de diseño del FAFA (Qdiseño) El caudal de diseño es el mismo que se utiliza para el diseño del sistema séptico. Qdiseño = 1,555 m3/día ✓ DBO5 que ingresa al sistema séptico De acuerdo a la Tabla No.2-1, la DBO5 de entrada adoptada para el dimensionamiento del sistema de tratamiento integrado es de 300 mg/L. 15 ……………………………………………………………………………………………….. ✓ Eficiencia de tratamiento del sistema séptico Según Romero (2005), la eficiencia de remoción del sistema séptico oscila entre 30% - 50%. Se asume una eficiencia del 50%. ✓ DBO5 que ingresa al FAFA Se calcula con la ecuación 15. DBO5 Afluente - FAFA = DBO5 Séptico * E Séptico (Ec. 15). Donde: DBO5 Afluente - FAFA = DBO5 que ingresa al FAFA, en mg/L DBO5 Séptico = DBO5 que ingresa al sistema séptico, en mg/L E Séptico = Eficiencia de tratamiento del sistema séptico, en % DBO5 Afluente - FAFA = 300 mg/L * 50% DBO5 Afluente - FAFA = 150 mg/L ✓ Tiempo de retención hidráulico (TRH) Los filtros anaerobios de flujo ascendente para el tratamiento de aguas residuales domésticas han sido utilizados para el pulimento de efluentes de tanques sépticos y de reactores anaerobios de flujo ascendente (RAFA), operando con un TRH de 4 a 10 horas (Chernicharo de Lemos, 2007). Malina y Pohland (1992) mencionan que en procesos anaerobios empacados se han operados con TRH de entre 12 y 96 horas. Se asume un TRH de 8,00 horas ✓ Volumen útil (VuFAFA) El volumen útil del FAFA, se calculará mediante la ecuación 15 (Ec.15). 16 ……………………………………………………………………………………………….. VuFAFA = Q*TRH (Ec.15). Donde: - VuFAFA = Volumen útil del FAFA, en m3 - Q = Caudal de diseño, en m3/día - TRH = Tiempo de Retención Hidráulico, en horas VuFAFA = 1,555 m3/día * 8,00 horas * (1 día/24 horas) VuFAFA = 0,518 m3 ✓ Carga Orgánica Volumétrica (COV) 𝐶𝑂𝑉 = 𝑄∗𝑆0 𝑉𝑢𝐹𝐴𝐹𝐴 (Ec.16). Donde: - COV = Carga orgánica volumétrica, en Kg de DBO5/m3 - día - Q = Caudal de diseño, en m3/día - S0 = DBO5 que ingresa al FAFA, en mg/L - VuFAFA = Volumen útil del FAFA, en m3 COV = 0,45 Kg de DBO5/m3 – día, OK (La COV de las ARD varía entre 0,16 y 2,2 Kg/m3-día) ✓ Eficiencia del FAFA (EFAFA) 𝐸𝐹𝐴𝐹𝐴 = 100 ∗ (1 − 𝑇𝑅𝐶/𝑇𝑅𝐻) (Ec.17). Donde: - EFAFA = Eficiencia de tratamiento del FAFA, en % - TRH = Tiempo de Retención celular, en horas = 0,70 horas - TRH = Tiempo de Retención Hidráulico, en horas 17 ……………………………………………………………………………………………….. 𝐸𝐹𝐴𝐹𝐴 = 100 ∗ (1 − 0,70/8,00) EFAFA = 91,250 % ✓ Dimensionamiento geométrico En vista que el FAFA va integrado al sistema séptico, van a tener algunas dimensiones y atributos geométricos iguales. o Diámetro del FAFA (ФFAFA) El diámetro del FAFA será igual al diámetro del sistema séptico ФFAFA = 1,40 m o Radio del FAFA (RFAFA) El radio del FAFA será igual al radio del sistema séptico RFAFA = 0,70 m o Borde libre del FAFA (BLFAFA) El borde libre de las estructuras hidráulicas oscila entre 0.20 m y 0.30 m, por lo tanto, se adopta un borde libre de 0.25 m. o Altura útil del FAFA (huFAFA) huFAFA = ФFAFA - BLFAFA (Ec.19). Donde: huFAFA = Altura útil del FAFA, en m ФFAFA = Diámetro del FAFA, en m BLFAFA = Borde libre del FAFA, en m huFAFA = 1,40 m – 0,25 m huFAFA = 1,15 m 18 ……………………………………………………………………………………………….. o Área transversal total del FAFA (ATFAFA) 𝐴 𝑇 𝐹𝐴𝐹𝐴 = 𝜋 ∗ 𝜃𝐹𝐴𝐹𝐴 2 4 (Ec.20) Donde: ATFAFA = Área transversal del FAFA (m2) Ф = Diámetro total del FAFA (m) ATFAFA = 1,539 m2 o Área ocupada por el borde libre (ABL) El área ocupada por el borde libre (ABL) corresponde al área de un segmento circular, la cual se calcula en función del diámetro del FAFA y el borde libre (BL) utilizando la Ecuación 21 (Ec.21) 𝑅−𝐵𝐿 )− 𝑅 𝐴𝐵𝐿 = 𝑅 2 ∗ 𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠 ( (𝑅 − 𝐵𝐿) ∗ √2 ∗ 𝑅 ∗ 𝐵𝐿 − 𝐵𝐿2 (Ec.21) Donde: ABL = Área ocupada por el borde libre (m2) R = Radio del FAFA (m) BL= Borde libre (m) Arccos = Arcoseno ABL = 0,186 m2 o Área transversal útil (Au) El área transversal útil será el área transversal que ocupará el agua residual en el FAFA y se calcula utilizando la Ecuación 22 (Ec.22). 19 ……………………………………………………………………………………………….. Au = A - ABL (Ec.22). Donde: Au= Área transversal útil del FAFA (m2) A= Área transversal total del FAFA (m2) ABL = Área transversal ocupada por el borde libre (m2) Au = 1,539 m2- 0,186 m2 Au = 1,353 m2 o Volumen total (VT) Para la obtención del volumen total (VT) del FAFA se utilizará la regla se semejanzas entre las áreas (área total y útil) y volúmenes (volumen total y útil) del FAFA y se calcula utilizando la Ecuación 23 (Ec.23). 𝑉𝑇 𝑉𝑈 𝐴 = 𝐴𝑇 (Ec23). 𝑈 Donde: VT= Volumen total del FAFA (m3) Vu= Volumen útil del FAFA (m3) AT= Área transversal total del FAFA (m2) Au= Área transversal útil del FAFA (m2) De la ecuación 23 despejamos el Volumen total (VT), quedando la ecuación 23.1: 𝐴 𝑉𝑇 = 𝑉𝑈 ∗ 𝐴𝑇 (Ec.23.1). 𝑈 VT = 0,59 m3 20 ……………………………………………………………………………………………….. o Longitud del FAFA (L) Con base en la Ec.24, se calcula la longitud del FAFA. 𝑉 𝐿 = 𝐴𝑇 𝑇 (Ec.24) Donde: L = Longitud del FAFA (m) VT = Volumen útil del FAFA (m3) AT = Área transversal del FAFA (m2) L = 0,59 m3 / 1,539 m2 L = 0,38 m; Asumimos una longitud de 0,40 m 6.3 Resumen Dimensiones Sistema Séptico Integrado con FAFA DATOS DE DISEÑO Volumen Total (Càmara sedimentaciòn y 2,417 càmara de clarificaciòn) Volumen total FAFA 616 Volumen Total Sistema Integrado 3,033 Caudal de diseño 0.018 Volumen de instalación 3,000 Litros Litros Litros L/s Litros 6.4 Dimensionamiento de Humedal de Flujo subsuperficial Se proyecta la construcción de UN (1) humedal de flujo subsuperficial. A continuación, se presenta el dimensionamiento: 21 ……………………………………………………………………………………………….. CRITES Y TCHOBANOGLOUS, 2000. Pag. 588 y ROMERO, 2000. Pag. 893-899. PARÁMETROS DE DISEÑO Tiempo de detención hidráulico = Donde: TDH (día): Tiempo de detención hidráulico n: número de reactores de mezcla completa en serie Cn (mg/l): DBO afluente Co (mg/l): DBO efluente Ko:Constante global de la tasa de remoción de DBO, corregida para la temperatura de ubicación del proyecto. TABLA 27.5 Romero 2000. Porosidad del medio Medio Tamaño efectivo Porosidad Arena media Arena gruesa Arena y Grava Grava media Grava gruesa 1 2 8 32 128 0.3 0.32 0.35 0.4 0.45 Conductividad hidráulica m/d 500 1000 5000 10000 100000 22 ……………………………………………………………………………………………….. DATOS DE ENTRADA Y CÁLCULOS Caudal de entrada (m3/d)= DBO5 asumida inicial(mg/l) = DBO5 afluente (Que ingresa al humedal)(mg/l) = Temperatura (ºc) = Porosidad del medio = Eficiencia global del sistema de tratamiento (%) DBO5 efluente (mg/l) = Profundidad del lecho de soporte (m) = Profundidad de la lamina de agua (m) = Pendiente de flujo = Reactores en serie = Constante global de la tasa de remoción de DBO, corregida (Ko) (d -1) = 1.56 300 150 18 0.4 85% 45 1.0 0.9 0.5 1 0.96 Tiempo de detención hidráulico (d) = Volúmen del humedal (m 3)= 2.43 3.8 2 Área del humedal (m )= Ancho del humedal (m)= Largo del humedal (m)= 4.2 1.18 3.55 Dimensiones adoptadas Número de humedales Volumen Profundidad Ancho Longitud Volumen recalculado 1 3.8 m3 1 m3 1.2 m 3.6 m 4.32 m3 23 ……………………………………………………………………………………………….. 5 BIBLIOGRAFIA • • METCALF Y EDDY & EDDY. Ingeniería de las Aguas Residuales. Madrid 1995. McGraw Hill. ROMERO ROJAS JAIME ALBERTO. Tratamiento de Aguas Residuales. Santafé de Bogotá, 1999. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. 24 ……………………………………………………………………………………………….. 6 ANEXOS ANEXO No.1: PLANO SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALS DOMÉSTICAS - STARD 25 ……………………………………………………………………………………………….. ANEXO No.2 TARJETA PROFESIONAL INGENIERO DISEÑADOR JULIO ALFONSO BUENDÍA YANEZ Ing. Sanitario UdeA 26
