FACULTAD DE INGENIERIA SEDE BOGOT Saneamiento Ambiental 2015-I

REACTOR UASB (UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKETT)

El reactor anaerobio de flujo ascendente con manto de lodo describe un reactor de biopelcula fija sin medio

de empaque o soporte, con una cmara de digestin que tiene flujo ascendente y a cierta altura se desarrolla

un manto de lodos anaerbicos que es altamente activo y en el cual se da la estabilizacin de la materia

orgnica del afluente hasta CH4 y CO2. (Caicedo, 2006)

En los procesos anaerobios de tratamiento de aguas residuales, los compuestos odorizantes, provenientes de la actividad microbiana son: gas sulfhdrico, mercaptanos, amonaco, aminas con bajo peso molecular, indol,

escatol, cidos grasos voltiles, alcoholes, aldehdos, cetonas y esteres.

Cuando el agua a tratar es principalmente domstica se presentan niveles de azufre y materiales txicos muy

bajos por lo que son tolerables por el sistema de tratamiento, cuando el sistema se disea, construye y opera

de manera adecuada no debera presentar problemas de olores y fallas debido a los elementos txicos.

PRINCIPIOS DEL PROCESO El proceso inicia con una etapa denominada START UP, en donde se realiza la inoculacin del reactor con

cantidades suficientes de lodo anaerobio continuando con su alimentacin, que debe ser incrementada de

manera progresiva teniendo en cuenta la respuesta del sistema, luego de unos meses de operacin se

desarrollar un lecho de lodo bastante concentrado en el fondo del reactor (4 a 10%, o sea, 40 a 100 gST/L1).

El lodo que se desarrolla en esta etapa es muy denso y con excelentes caractersticas de sedimentacin,

pueden presentarse grnulos de los con dimetros de 1 a 5 mm dependiendo de:

La naturaleza del lodo de inoculacin.

Las caractersticas del Agua Residual (A.R.).

Las condiciones operacionales del reactor.

Esto ser seguido de una etapa donde se desarrollar una zona de crecimiento bacteriano ms disperso, denominada manto de lodo, en donde las partculas presentan velocidades de sedimentacin ms bajas; la

concentracin del lodo en esta zona es ms baja y vara entre 1,5 y 3%. El sistema es automezclado por el

movimiento ascendente de las burbujas de biogs y del flujo del A.R. a travs del reactor. Durante el arranque

del sistema, o START UP, podra ser necesaria alguna forma de mezclado adicional como por ejemplo la

recirculacin del biogs o del efluente, la remocin del substrato ocurre a travs del lecho y del manto de

lodo, aunque es ms notoria en el lecho de lodo.

Con el arrastre ascendente de las burbujas de gas ocurre arrastre de lodo, por lo que se hace necesaria la

instalacin de un separador trifsico (gases, slidos y lquidos) en la parte superior del reactor en donde se dar la retencin y retorno del lodo.

La instalacin del separador trifsico es lo que garantiza el retorno del lodo y la capacidad de retencin de

biomasa, de elevada actividad sin necesidad de ningn soporte; como resultado los reactores UASB presentan

altos tiempos de retencin o residencia- celular2 bastante superiores a los tiempos de retencin hidrulica. Las edades de lodo verificadas en reactores UASB usualmente son superiores a los 30 das, propiciando que

el lodo excedente descartado ya se encuentre estabilizado.

Los siguientes son los principios ms importantes que rigen la operacin de un reactor de mando de lodo:

1 gST/L, gramos Slidos totales por litro. 2 Edad de lodo.

Las caractersticas del flujo ascendente deben asegurar el mximo contacto entre la biomasa y el sustrato;

Se deben evitar los cortos-circuitos, de tal manera que se garanticen tiempos de retencin suficientes para la degradacin de la materia orgnica;

El sistema deber tener un separador trifsico bien diseado, capaz de separar de forma adecuada el biogs, el lquido y los slidos, liberando los dos primero y permitiendo la retencin del ltimo;

El lodo en la regin del manto deber ser bien adaptado, con alta velocidad de metanognica especfica (AME) y excelente sedimentabilidad. De ser posible, el lodo deber ser granulado, toda

vez que este tipo de lodo presenta caractersticas mucho mejores que las del lodo floculento.

Teniendo en cuenta los procesos y las actividades propias de los reactores anaerobios se pueden enumerar

algunas ventajas y desventajas halladas en la implementacin de sistemas reactores UASB, procesos

anaerobios presenta ms ventajas en relacin a procesos aerobios principalmente en climas calientes.

Configuraciones tpicas de reactores Los reactores de manto de lodo fueron concebidos inicialmente con el propsito de tratar aguas residuales

industriales, como estructuras cilndricas o prismtico-rectangulares, donde las reas de los compartimientos

de digestin y de decantacin eran iguales, configurndose de sta manera en reactores de paredes verticales.

La adaptacin de estos reactores para el tratamiento de aguas residuales de baja concentracin (A.R. domsticas) ha llevado a diferentes configuraciones en funcin de los siguientes aspectos principales:

En el diseo de reactores tipo UASB para tratamiento de A.R. de baja concentracin, el dimensionamiento se realiza por el criterio de carga hidrulica, y no por el criterio de carga orgnica.

En dicha situacin la velocidad ascendente en los compartimientos de digestin y de decantacin

pasan a ser de fundamental importancia: velocidades excesivas se reflejan en la prdida de biomasa

del sistema, reduciendo la estabilidad del proceso. Como consecuencia la altura del reactor debe ser

reducida aumentando su seccin transversal con el fin de garantizar el mantenimiento de las

velocidades de ascenso dentro de los rangos.

En reactores que tratan efluentes industriales, la distribucin del afluente usualmente se realiza a partir de la base del reactor al contrario de los reactores que tratan las A.R. domsticas, donde el

dispositivo de distribucin del afluente se localiza en la parte superior del rector. Como consecuencia

en estos ltimos puede ocurrir una reduccin del rea superficial de compartimiento de decantacin,

en funcin del rea ocupada por el dispositivo de distribucin del afluente. De esta forma,

dependiendo de las cargas hidrulicas, se puede hacer necesaria la adopcin de secciones

transversales mayores junto al compartimiento de decantacin, con el fin de disminuir las

velocidades ascendentes y favorecer la sedimentacin del lodo en dicho compartimiento. En ese

caso el reactor pasa a tener una seccin variable menor junto al compartimiento de digestin y mayor

junto al compartimiento de decantacin.

En el tratamiento de efluentes industriales, usualmente se prev la implantacin de una unidad de ecualizacin, aguas arriba del reactor UASB, propiciando que su operacin se realice dentro de

rangos de caudal y de carga orgnica ms uniformes. Al contrario, las aguas afluentes a una planta de

tratamiento de aguas residuales domsticas no sufren ningn tipo de ecualizacin (a no ser por un

sistema de bombeo), lo que expone al reactor UASB a variaciones de caudal y de carga, que pueden

ser extremadamente altas. Nuevamente el aumento de la seccin transversal del reactor, junto al

compartimiento de decantacin, puede ser necesaria en el sentido de garantizar las bajas velocidades

de ascenso durante los picos de caudal.

En relacin a la forma de los reactores en planta estos pueden ser circulares o rectangulares. Los reactores

de seccin circular son ms econmicos desde el punto de vista estructural, siendo ms utilizados para

atender a pequeas poblaciones, usualmente con una nica unidad. Para el servicio a poblaciones

mayores se hace necesario el establecimiento de mdulos, los reactores rectangulares pasan a ser ms adecuados, toda vez que una pared puede servir a dos mdulos contiguos.

PARAMETROS DE DISEO Y RECOMENDACIONES Uno de los aspectos importantes del proceso anaerobio, a travs de reactores de manto de lodo es su habilidad

para desarrollar y mantener un lodo de elevada actividad y de excelentes caractersticas de sedimentacin.

Para que ocurra, se debe tomar diversas medidas en relacin al diseo y la operacin del sistema.

Pre tratamiento de las aguas residuales Para plantas de tamao pequeo se debe utilizar rejillas medianas (con espaciamiento entre 20 y 40

mm), seguida de rejillas finas (aberturas de entre 10 y 15 mm).

Para plantas de mediano y gran tamao se deben utilizar rejillas gruesas (separacin de 40 y 100 mm), seguidas de rejillas finas (abertura de entre 10 y 20 mm) y de cribas.

Plantas de cualquier tamao se puede utilizar un desarenador se debe considerar tasas de flujo superficial mximas de 1 m3/s.

Esto con el fin de evitar problemas de formacin de nata dentro del reactor en la zona de decantacin y

tambin en la de recoleccin de gases, pues esto genera muchos problemas.

Carga hidrulica volumtrica y tiempo de retencin La carga hidrulica volumtrica es la cantidad de agua residual por unidad de volumen del reactor, y el tiempo

de retencin es el inverso de este y pueden expresarse como:

= / , Donde Q es el caudal en (m3/da) y V es el volumen total del reactor dado en (m3), estudios experimentales han demostrado que la carga hidrulica no debe exceder 5.0 m3/m3*da, lo que equivale a un tiempo de retencin hidrulica de mnimo 4.8 horas (1.5*24).

De esta manera, conocido el caudal del agua residual y admitindose un tiempo de retencin hidrulica de

diseo, el volumen del reactor se puede determinar con la ecuacin: =

Carga orgnica volumtrica Se define la carga hidrulica volumtrica como la cantidad de materia orgnica aplicada por unidad de

volumen del reactor y se expresa mediante la siguiente formula:

= ( )/

Siendo Cv la carga orgnica volumtrica, Q el caudal, So la concentracin de sustrato afluente.

Velocidad de flujo superficial La velocidad superficial se calcula a partir de la relacin entre el caudal afluente y la seccin trasversal del

reactor, segn la siguiente ecuacin:

= /, Donde v (m/h) es la velocidad de flujo superficial, Q (m3/h) es el caudal y A (m2) es el rea de la seccin transversal del reactor, as mismo la velocidad se puede calcular tambin a partir del tiempo de

retencin hidrulica dada por la siguiente ecuacin: =

= / siendo H altura del reactor.

Estas son las velocidades de flujo recomendadas para el diseo de reactores UASB para TARD.

Altura del reactor La altura del reactor es funcin directa de las cargas orgnicas aplicadas y/o cargas hidrulicas volumtricas,

que definen las velocidades ascendentes impuestas al sistema. Para tratamiento de aguas residuales

domesticas las velocidades ascensionales impuestas al sistema conducen a reactores con alturas tiles de entre

4 y 5 metros distribuidos as:

Altura del compartimiento de decantacin 1.5 a 2.0 metros

Altura del compartimento de digestin de 2.5 a 3.5 metros

Tubos de distribucin El dimetro debe ser suficiente para proporcionar una velocidad descendente al agua residual inferior a 0.2

m/s, de tal manera que propicie que las burbujas de aire, adems debe ser lo suficientemente grande para evitar que los slidos presentes en el agua residual afluente provoquen la obstruccin frecuente de los tubos,

experimentalmente se encontr que los tubos deben tener entre 75 y 100mm para evitar estos problemas

El dimetro debe ser lo suficientemente pequeo para propiciar una mayor velocidad de flujo junto a su

extremidad inferior, favoreciendo la buena mezcla y un mayor contacto con el lecho del lodo, la experiencia

ha demostrado que para tratamiento de aguas residuales domesticas se puede utilizar dimetros de entre 40 a

50mm.

Separador trifsico O tambin llamado separador de gases, slidos y lquidos. Se encuentra ubicado en la parte superior del

reactor para cumplir su principal objetivo el cual es el mantenimiento de lodo anaerobio del reactor, lo cual

permite que el sistema sea operado con elevados tiempos de retencin de slidos. Esto se logra mediante la

separacin del gas contenido en la mezcla liquida, propiciando las condiciones ptimas de sedimentacin en

el compartimiento de decantacin, permitiendo que el lodo sea separado de la masa liquida en dicho

compartimiento y por accin de la gravedad sea llevado nuevamente al compartimiento de digestin.

Separacin de gases El diseo del separador trifsico depende en cierta forma de las caractersticas de agua residual, el tipo de

lodo presente en el reactor, de la carga orgnica aplicada, de la produccin esperada de biogs y de las

dimensiones del reactor. Con el objetivo de evitar la flotacin del lodo y prdida de biomasa del reactor, las

dimensiones del separador deben ser tales que permitan la formacin de una interfase liquido-gas en el

colector de gases, suficiente para permitir la fcil liberacin del gas retenido en el lodo.

La tasa de liberacin de biogs debe ser lo suficientemente alta para vencer la posible capa de nata y lo

suficientemente baja para liberar rpidamente el gas del lodo, sin permitir el arrastre y acumulacin del lodo

en los tubos de salida del gas.

=

Caudal afluente Velocidad superficial (m/h)

Caudal medio 0.5 a 0.7

Caudal maximo

: Tasa de liberacin de biogs (m3/m2*h)

: Produccin volumtrica de biogs (m3/h)

: rea de interfase liquido-gas (m2)

Se recomienda en su construccin que:

El ancho de la parte superior (seccin rectangular de la cmara) deber ser mayor o igual a 0.25m,

Deben utilizarse materiales impermeables al gas y resistentes a la corrosin. En cmaras de gas construidas en concreto o acero, es necesario el uso de revestimiento que protejan a la estructura de

la corrosin.

Separacin de Slidos Luego de la separacin de gases, el lquido y las partculas slidas que abandonan el manto de lodo tienen

acceso al compartimiento de decantacin, el cual cuenta con las condiciones ideales de sedimentacin de las

partculas slidas, debido a las bajas velocidades ascensionales y a la ausencia de burbujas de gas. Debido a

esto se logra el retorno del lodo desde compartimiento de decantacin al comportamiento de digestin. Para

su construccin se recomienda:

Instalacin de deflectores, localizados inmediatamente debajo de las aberturas de paso del compartimiento de digestin para el compartimiento de decantacin (permiten la separacin del

biogs y propicia que solo el lquido y los slidos ingresen al compartimiento de sedimentacin)

Ejecucin de las paredes del compartimiento de decantacin con inclinaciones siempre superiores a 45

Profundidad mnima del compartimiento de decantacin 1.50m

Adopcin de tasas de aplicacin superficial y tiempos de retencin hidrulica en el compartimiento de decantacin

Las aberturas de paso hacia el decantador, que posibilitan el paso de las aguas residuales del

comportamiento de digestin hacia el de decantacin, deben disearse de tal manera que posibiliten:

Separacin de los gases antes que las aguas residuales ingresen a la zona de decantacin, favoreciendo la sedimentacin de los slidos en el decantador.

Retencin de slidos en el compartimiento de digestin a travs del mantenimiento de velocidades en las aberturas inferiores:

Retorno de los slidos sedimentados en el decantador, para el compartimiento de digestin.(dicho retorno de solidos debe ocurrir por la previsin de inclinacin de las paredes del decantador y de los

deflectores de gases)

Sistema de colecta del efluente La colecta del efluente del reactor se efecta en la parte superior, junto la compartimiento de decantacin.

Los dispositivos de colecta del efluente ms usados son las canaletas con vertederos triangulares y los tubos

perforados sumergidos.

En las canaletas con vertederos triangulares de debe tener cuidado con los desniveles que pueden representar

variacin en el caudal, adems de la posibilidad de liberacin de gases (H2S) en funcin de la turbulencia.

Estos pueden o no requerir retenedores de nata dependiendo de las condiciones de las aguas residuales.

La utilizacin de tubos perforados es eficiente ya que favorece al mantenimiento de caudales uniformes por los orificios, reduce y elimina los riesgos de turbulencia, con esto liberacin de gases y malos olores y no

requiere de retenedores de nata. Una desventaja es la posibilidad de acumulacin de slidos en los orificios y

al interior del tubo.(Se recomienda pendiente mnima de 1%, para garantizar la limpieza por arrastre)

Eficiencia de reactores UASB Su determinacin es mediante relaciones empricas, obtenidas a partir de resultados experimentales de

reactores en operacin, controlando condiciones de temperatura, concentraciones de DQO y DBO en el agua

residual. Aunque en todos los casos es notable que las eficiencias de remocin van directamente ligadas, al

tiempo de retencin hidrulica del sistema, estando entre 40-80% para remocin de DQO y 40-90% para

remocin de DBO.

A continuacin se presentan las ecuaciones obtenidas en el libro resultado del estudio de 16 reactores, con las cuales es posible determinar las eficiencias de reactores UASB para tratar aguas residuales domesticas con temperaturas entre los 20-27C.

= 100 (1 0.68 0.35)

= 100 (1 0.70 0.50)

:eficiencia del reactor UASB en trminos de remocin de DQO(%); :eficiencia del reactor UASB en trminos de remocin de DBO(%); : tiempo de retencin hidrulica (h).

Para el efluente final es posible estimar las concentraciones de DQO y DBO a partir de la eficiencia esperada,

mediante la siguiente ecuacin:

= 0 0100

: concentracin de DQO o de DBO efluente (mg/L); 0: concentracin de DQO o de DBO afluente (mg/L); : eficiencia de remocin de DQO o de DBO(%)

Adems, es posible estimar la concentracin de SST(solidos es suspensin) en el efluente final de reactores

UASB la que depende principalmente de la concentracin y las caractersticas de sedimentabilidad del lodo,

velocidades de paso hacia el decantador y eficiencias del separador de gases, slidos y lquidos; mediante:

= 102 0.24

: concentracin de solidos totales en suspensin en el efluente (mg/L); : tiempo de retencin hidrulica (h).

OTRAS RECOMENDACIONES

Recomendaciones generales sobre el reactor. Es necesario para el correcto funcionamiento del reactor, plantear la instalacin de registros de purga de

humedad en todos los puntos bajos de la lnea de biogs, la utilizacin de tubera de transporte resistente a la

corrosin y de dimensiones apropiadas que garanticen una velocidad mxima de 4.0 m/s y un medidor que

permita monitorear la cantidad de gas que se produce en el reactor, con el fin de determinar la eficiencia del proceso. Adicionalmente se debe garantizar que la presin mnima sea de 1500 Pa dentro de las cmaras de

gas del reactor.

Recomendaciones para el tratamiento del Biogs: Uno de los principales inconvenientes de este sistema es la generacin de olores, por lo que se precisa la

adopcin de medidas de prevencin en su produccin o tratamiento de los gases. Tambin se ha comprobado

que los gases producidos en el reactor pueden generar problemas de corrosin, por lo que se debe disponer de

un mecanismo, independiente al del biogs, capaz de extraerlos. Tambin se puede plantear la utilizacin de biofiltros, con el objetivo de generar la oxidacin biolgica de H2S, gas altamente corrosivo y generador de

malos olores. El biofiltro consta de un material de relleno que puede ser una mezcla de tierra vegetal, un

compuesto orgnico como el aserrn, entre otros; que se debe disponer sobre un lecho de piedra que envuelve

el sistema de distribucin de gas. Es muy importante mantener una humedad de entre el 50 y 60% en el filtro

para su correcta operacin.

Produccin y remocin de nata. La aparicin de nata en el reactor est relacionada con la composicin del sustrato, especialmente del

contenido de slidos en suspensin y de aceites y grasas, este compuesto suele acumularse en dos lugares

distintos: en el separador trifsico y en la superficie del decantador, y puede generar graves inconvenientes en

el funcionamiento del reactor reduciendo su eficiencia, por lo que se debe prever de un mecanismo capaz de

extraerla, en el separador trifsico por ejemplo se recomienda el uso de canaletas en la parte superior, y en el

decantador, a menos que se trate de aguas residuales muy concentradas o que requieran de un filtrado

posterior, no se precisan medidas especiales para su remocin, cuando se requiere, se recomienda el uso de

una canaleta lateral para tal fin.

Produccin, muestreo y remocin de lodo. La acumulacin de slidos biolgicos se presenta tras unos meses de operacin continua, resultando mayor

cuando el agua residual presenta gran concentracin de slidos suspendidos, principalmente no

biodegradables. La extraccin del lodo en exceso se debe realizar con cierta periodicidad, de lo contrario se

puede generar una prdida excesiva de slidos hacia la unidad de decantacin y por tanto un deterioro en la

calidad del efluente. Se debe disponer de un sistema de muestreo compuesto por registros a lo largo del

compartimiento del reactor con el fin de monitorear el crecimiento y la calidad de la biomasa presente en el

reactor. El sistema de extraccin de lodos consta por lo general de tubos de descarte que estn localizados

entre 1.0 y 1.5 cm por encima del fondo del reactor y que debern tener un dimetro mayor a 150 mm, as

mismo cada tubo debe contar con una vlvula de accionamiento individual que garantice la correcta extraccin de lodos.

Materiales empleados. Considerando que la degradacin anaerobia de determinados compuestos orgnicos puede llevar a la

formacin de subproductos altamente agresivos, asociados a las caractersticas propias de las aguas residuales,

los materiales empleados deben cumplir el requisito bsico de resistir a la corrosin. Por cuestiones

constructivas y econmicas, el cemento y el acero se han empleado con mayor frecuencia para este fin, aunque deben recibir un revestimiento para proteccin adicional; de igual manera en el separador trifsico en

donde el material debe ser an ms resistente y se buscan alternativas al concreto, con el que se han obtenido

experiencias negativas como la fuga de gases y corrosin excesiva, adems de constituirse como una

estructura pesada y voluminosa, as materiales como el PVC, lona y resina de polister reforzada con fibra de

vidrio toman fuerza.

Proteccin anticorrosiva. Aunque los materiales utilizados tienen una resistencia intrnseca a la corrosin, en muchos casos es necesario

emplear aditivos y revestimientos especiales para combatir la agresividad del medio, sobre todo si se usa

acero que debe ser de caractersticas especiales, y en el concreto se debe evitar la generacin de superficies

porosas que permitan la infiltracin de estos componentes dainos. De manera complementaria se recomienda

el uso de dos compuestos: Goma clorada y el Epoxi bituminosa que ofrecen una barrera qumica protectora,

no obstante, tienen un costo bastante elevado.

Acceso al reactor Teniendo en cuenta que tras la instalacin de los separadores trifsicos, se necesita prever puntos de acceso

localizados junto a las paredes laterales y cercanos al fondo del reactor, estos puntos son usualmente

constituidos por uniones ciegas con dimetros entre 0.8 y 1.0 m.

Costos de reactores UASB Los costos de construccin de reactores UASB han sido muy variados (10 a 40 dlares per cpita), con

valores medios entre US$ 20/hab a US$ 30/hab sin el valor de adquisicin del terreno. Con relacin a los costos de operacin y mantenimiento, los valores encontrados presentan tambin una gran variacin, con

valores entre US$ 1/hab.ao y US$ 1.5/hab.ao.

ANEXO Ejercicio:

Dimensionar un reactor de manto de lodo, teniendo como conocido los siguientes elementos de diseo:

Poblacin P = 20000 habitantes

Caudal medio afluente: = 3000 3

= 125

3

Caudal mximo diario afluente: max = 3600 3

= 150

3

Caudal mximo horario afluente: max = 5400 3

= 225

3

Concentracin media de DBO afluente al reactor UASB: 0 = 333

Concentracin media de DQO afluente al reactor UASB: 0 = 600

Temperatura del agua residual: T = 23C (promedio del mes ms frio )

Coeficiente de produccin de solidos: = 0.18

Coeficiente de produccin de slidos, en trminos de DQO : = 0.21

Concentracin esperada para el lodo de descarte: = 4%

Densidad del lodo: = 1.020

3

Solucin:

1. Clculo de la carga media afluente DQO ()

= 0 = 600

1

1000000

1000

13 3000

3

= 1800

2. Adopcin del tiempo de retencin hidrulica (t)

= 8,0 ( 1)

Tabla 1 Tiempos de retencin hidrulica diseo reactores UASB

Temperatura de agua residual C Tiempo de retencin hidrulica

Para Q_med Para Q_max

15 a 18 10,0 7,0

18 a 22 8.0 5,5

22 a 25 7,0 4,5

mayor a 25 6,0 1,0

3. Determinacin del volumen total de los reactores (V)

= = 125 3

8 = 10003

4. Adopcin del nmero de reactores ()

= 2

Pese a que no exista limitacin en cuanto al volumen del reactor, por facilidades constructivas y

operacionales se ha recomendado que los volmenes de las mismas no superen los 2500 3. En caso

de sistemas pequeos, para tratamiento de aguas residuales domsticas, la adopcin de reactores

modulados presenta diversas ventajas. En esos casos, ha sido usual la utilizacin de mdulos con

volmenes de orden de 400 o 500 3.

5. Volumen de cada reactor ()

=

=

10003

2= 5003

6. Adopcin de la altura del reactor (H)

= 4,5

7. Verificacin del rea de cada reactor ()

=

= 5003

4,5= 111.12

Adoptar reactores rectangulares de 7.45m *15.00m (A=111.82)

8. Verificacin del rea, del volumen y del tiempo de retencin corregidos.

-rea total corregida = = 2 111.82 = 223.62

-Volumen total corregido = = 223.62 4.5 = 10063

-Tiempo de retencin hidrulica corregida =

=

10063

125 3

= 8,0

9. Verificacin de las cargas aplicadas

-Carga hidrulica volumtrica =

=

3000 3

10063= 298

3

3

-Carga orgnica volumtrica =__(0)

=

3000 3

0.600

3

10063= 1.79

3

10. Verificacin de las velocidades superficiales

-Para = =

=

125 3

223.62 = 0.56

Para max = =max

=

150 3

223.62 = 0.67

Para max = =max

=

225 3

223.62 = 1.01

11. Sistema de distribucin del agua residual

Adoptando el rea de influencia 2.252, por tubo de distribucin (de acuerdo a la tabla 2) el nmero

de tubos puede colocarse por medio de la siguiente ecuacin:

=

=223.6 2

2.25 2= 99

En funcin de la simetra del reactor, se adoptan 100 tubos de distribucin.

La distribucin de los tubos ser de la siguiente forma, 10 tubos a lo largo del lado ms largo

(L=15m) y 5 tubos a lo largo del lado ms corto (L=7,45m).

Tabla 2 Determinacin del rea de influencia

Tipo de Lodo Carga Orgnica aplicada rea de influencia de cada

(kgDQO/m3*d) distribuidor (m2)

Denso y floclenlo

(Concentracin > 40kgSST/m3)

2

0,5 a 1

1 a 2

2 a 3

Medianamente denso y floclenlo

(Concentracin 20 a 40kgSST/m3)

3

1 a 2

2 a 5

Granular

4

0,5 a 1

0,5 a 2

>2

12. Estimacin de la eficiencia de remocin de DQO del sistema

= 100% (1 0.68 0.35) = 100% (1 0.68 80.35) = 67%

13. Estimacin de la eficiencia de remocin de DBO del sistema

= 100% (1 0.70 0.50) = 100% (1 0.70 80.50) = 75%

14. Estimacin de las concentraciones de DQO y de DBO en el efluente final

= 0100

= 600 65 600

100= 210

= 350 70 333

100= 100

15. Evaluacin de la produccin de metano

La produccin terica de metano en el sistema de tratamiento se puede estimar de acuerdo a las

siguientes ecuaciones:

4 = (0 ) 0

4 = 3000 3

(0.600

3 0.21

3) 0.21

3000 3

(0.600

3= 792

() =( )

(273 + )=

(1 64

)

0.08206.

. (273 + 23C)

= 2.63

3

4 = 4

()=

792

2.63

3

= 3013