4.modelación calidad del agua 2015-ii
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Modelación calidad del aguaTRANSCRIPT
MODELACIÓN DE LA
CALIDAD DEL AGUA
CURSO DE SANEAMIENTO AMBIENTAL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ – 2015 - II
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Parámetros organolépticos
Color Olor Sabor
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Parámetros físicos
Sólidos totales
Sólidos suspendidos
Sólidos Volátiles
Sólidos Fijos
Sólidos Sedimentables
Sólidos disueltos
Sólidos Volátiles
Sólidos Fijos
Sólidos Solubles
Turbiedad
Temperatura
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Sólidos Totales (ST)
T=105ºC
Mufla
T=550ºC
Volátiles (STV)
Orgánico
Fijos(STF)
Inorgánico
Filtro
0,45 micras
Suspendidos(SST)
Retenidos
Mufla
T=550ºC
Volátiles(SSV)
Orgánico
Fijos(SSF)Inorgánico
Cono de Imhoff
1 hora
Sedimentables
Decantan
No sedimentables
Coloides
Disueltos(SDT)
Pasa
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Parámetros químicos
Salinidad
Conductividad
Ph
Alcalinidad
Acidez
Dureza
Materia orgánica
Oxígeno disuelto
DBO (demanda biológica de oxígeno)
DQO (demanda química de oxígeno)
COT (carbono orgánico total)
Bionutrientes (N,P)
Otros compuestos
Metales pesados
Aniones y cationes
Sustancias indeseables
Sustancias tóxicasMicrosiemens/cm
mg/L
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Potencial de Hidrógeno
pH
[H3O+] ion hidronio
[OH-] ion hidroxilo
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Demanda Biológica de Oxígeno
El ensayo consiste en incubar el agua residual por varios días,
midiendo el Oxígeno Disuelto al inicio y al final del ejercicio, luego:
DBOt = Demanda bioquímica de Ox. a t dias, [mg/L]
ODi = Oxígeno disuelto inicial en la botella, [mg/L]
ODf = Oxígeno disuelto final en la botella, [mg/L]
Vb = Vol. de botella, usualmente 300 mL, [mL]
Vm = Vol. muestra [mL]
Vb
Vm
ODODiDBO
f
t
)(
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
La tasa de disminución de concentración de la DBO remanente se
supone directamente proporcional a la concentración de la DBO. Es
decir, se considera (aunque no es del todo cierto) que existe una
reacción de primer orden. Así:
Integrando,
LKdt
dL
tt
dtKL
dL
00
tKL
Lt 0
ln
tK
t eLL 0
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Demanda Biológica de Oxígeno Carbonácea (DBOc)
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Demanda Biológica de Oxígeno Nitrogenada (DBOn)
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Concentraciones típicas de un agua residual doméstica
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Concentraciones típicas de aguas residuales industriales
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Concentraciones típicas de algunos lixiviados
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Parámetros microbiológicos
Indicadores
Coliformes
Totales
FecalesEstreptococos
fecales
Enterococos fecales
Ensayos específicos
Salmonela
Legionela
E. Coli
Otros
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Ensayo de Coliformes Totales y FecalesFiltración por membrana (UFC)
PARÁMETROS DE
CALIDAD EN EL AGUA
Ensayo de Coliformes
TotalesNúmero más probable
CONTAMINACIÓN
CONTAMINACIÓN
Su concentración no varía
como consecuencia de
procesos químicos o
bioquímicos, y únicamente lo
hacen como consecuencia del
transporte, la dilución o la
aportación a través de nuevos
vertidos. Entre tales
componentes se pueden citar
los sólidos disueltos totales,
los cloruros y ciertos metales
que a veces pueden
presentarse en forma disuelta.
Sustancias Conservativas:
CONTAMINACIÓN
Sufren diversos tipos de reacciones, por procesos que producen la
disminución del parámetro que pueden ser reacciones químicas,
degradación bacteriana, disminución de la radiactividad, o simplemente
sedimentación de partículas en la columna de agua.
Sustancias No Conservativas:
MODELO DE MEZCLA
MODELO DE MEZCLA
BALANCE DE MASAS
MODELO TEÓRICO GENERAL
MODELO TEÓRICO GENERAL
MODELO TEÓRICO GENERAL
Trasporte
Dispersión
Reacción
Fuentes
Sumideros
MODELO TEÓRICO GENERAL
Desoxigenación
MODELO TEÓRICO GENERAL
Reoxigenación
MODELO TEÓRICO GENERAL
Ecuación de Streeter - Phelps
MODELO TEÓRICO GENERAL
Ecuación de Streeter – Phelps
Fórmulas generales:
MODELO TEÓRICO GENERAL
Ecuación de Streeter – Phelps
Correcciones por temperatura:
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
PERMISOS DE
VERTIMIENTO - D-3930
MODELO TEÓRICO
GENERAL
EJERCICIO
Una ciudad descarga 86400 m3/d de agua residual en un rio, cuyo caudal
mínimo es de 8 m3/s y cuya velocidad es de 1.0 m3/s. La temperatura del
agua residual es de 20oC y la del rio 15oC. El OD del rio es de 10 mg/L.
La DBOu del agua residual es de 200 mg/L y la del rio 5 mg/L. A 20oC la
constante de desoxigenación es de 0,4 d-1 y la de reaireación 0,8 d-1 (base
neperiana). El coeficiente de temperatura para la desoxigenación es de
1,035 y para la reaireación es de 1,024. La concentración de saturación de
OD a 15,6 oC es igual a 10,2 mg/L.
1. Calcular la concentración mínima de OD en el rio
2. Determinar la localización del punto crítico
3. Calcular el porcentaje de remoción de DBO requerido en el vertimiento
para que el OD del río sea siempre superior a 6 mg/L, suponiendo que el
agua tratada tiene OD = 2 mg/L