Tarea 2 Diseño de Un Tanque Imhoff

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD -

Escuela: ECAPMA Curso: Diseño de plantas y equipo de ingeniería

Programa: Ingeniería Ambiental Código : 358038A_363

TAREA 2 DISEÑO DE UN TANQUE IMHOFF

GRUPO: 358038A_363

PRESENTADO POR: OLFA JANETH POVEDA CODIGO: 1.121.148.187 MARIA MONICA MORENO GONZALEZ CODIGO: 1006782791 YENIFER JOHANA GONZALEZ LOAIZA CÓD: 1.053.833.809 MARÍA ALEJANDRA ALEJANDRA VALENZUELA R. CÓDIGO: 1130623543

PRESENTADO A: FANNY ROCIO BURBANO TUTOR DEL CURSO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE PROGRAMA: INGENIERÍA AMBIENTAL ACACIAS 2017

1

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD Escuela: ECAPMA Curso: Diseño de plantas y equipo de ingeniería

Programa: Ingeniería Ambiental Código: 358038A_363

2

Primera parte: Individual OLGA JANETH POVEDA 1. Identifique los datos a tener en cuenta para el ejercicio En orden de participación en el foro de aprendizaje colaborativo, cada estudiante debe identificar los datos particulares con los cuales va a realizar los cálculos para el diseño del tanque de doble acción tanque Imhoff, los cuales encuentra en la Tabla 1. Así el primero en participar le corresponde corresponde los datos del del estudiante estudiante 1, al segundo estudiante que participa participa en el foro, le corresponden corresponden los los datos del del estudiante 2, y así sucesivamente para los participantes 3, 4 y 5.

Tabla 1. Datos diferentes diferentes para cada participante. participante. Estudiante

Población de diseño

Dotación neta (L/habitante.día)

1

790 personas

515

2

865 personas

475

3

995 personas

456

4

1052 personas

402

5

1245 personas

435

Ejercicio a desarrollar Proyectar el tratamiento primario con tanque Imhoff, para una población de diseño como se indica en la tabla 1 y en la figura 1, para cada estudiante. El aporte de conexiones erradas estimada en 0,25 L/s Ha (ce), el aporte por infiltración es de 0,13 L/s Ha (Inf). En un área proyectada proyectada de 7,8 Ha (Ap), y el coeficiente de retorno de 0,9.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD Escuela: ECAPMA Curso: Diseño de plantas y equipo de ingeniería


3

b

X BL

Borde en concreto , grosor 0,15

h*

hs 0,30m

A2 h4

hd

A1 ht 04m

Figura 1. Vista en planta y Vista en corte transversal del tanque Imhoff. Fuente: el autor (2014).




2. Diseño del tanque Imhoff Tabla 2. Pasos para el cálculo del tanque Imhoff. Siguiendo el Manual Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, se procede de la siguiente forma, Cálculo de caudales:

1. Calcule el caudal domestico Q d,

  ∗∗  [/]

(1)

Donde, Pd: población de diseño DN: dotación neta (L/habitante.día) CR: coeficiente de retorno 86400: Factor de conversión todos los segundos que tiene un día (1 día = 24 horas/día * 60 minutos/hora *60 segundos/minuto).

865∗475∗0, 9   86400  [4,2799 /]

2. Calcule el caudal por infiltración Q f,

 ∗[/]

(2)

Donde, Ap: Área proyectada (Ha) Inf: aportes por infiltración (L/s.Ha)

 7,8 ∗0,13  [1.014 /]

3. Calcule el caudal de conexiones erradas Q ce,

 ∗ [/]  7,8 ∗0,25 [1,95 /]     (3)

Donde, CE: aporte por conexiones erradas (L/s.Ha)

4. Calcule el Caudal medio Q M sumando los anteriores así,

(4)

4




 4,2799 1,0141,957,2439    ∗   7,2439/ ∗3,5,/

5

5. Halle el caudal Máximo Q MH,

(5)

Donde, F: al factor según la fórmula de flores en función de la población de diseño,

 ,,  10003,5,   10008653,5,   0,3,958 ,          7, 2 439      2 .  3,62  ∗ 864001  312768       1  312768  ∗ 0,001  , ³ (6)

6. Se proyectarán dos tanques imhoff , cada uno con la mitad del caudal medio (Q M), por tanto el caudal de diseño Q D es: (7)

Unidad de sedimentación:

7. Asumiendo una carga superficial de sedimentación (CSS) de 25 m3/m2/día, debe hallarse el Área superficial (As),

  

(8)




Nota: El caudal de diseño debe estar en unidades de m3/día.

 ,     25///    ,25/// 12,51 ² Asumiendo una sección de sedimentación rectangular y una relación 2:1 para el largo (L) con respecto al ancho (b), se tiene que L=2b, se hallan los valores de la sección.

 ……     1 2, 5 1     2  2 2,50 2∗2∗2, 5 0 5  /  ,  , ∗ ℎ  1,25 ∗5  ℎ 3,75     ∗  ∗   2,50 ∗3,2 75 ∗5,³ (9)

L * b

8. Para hallar la altura de sedimentación (hs) se usa la relación,

hs

(10)

9. Se calcula el volumen total del canal de sedimentación ( ) expresado en m3, (11)

6




   ∗ℎ 13 . ∗2ℎ∗ 3600 ∗ 1ℎ 1000  ,  ³

10.Ahora se calcula el volumen de sedimentación ( ) expresado en m3, para un tiempo de retención hidráulica (trh) de 2 horas, (12)

 <

Nota: Tener cuidado con la congruencia de unidades (pasar el caudal a m 3 /h). Si el volumen del canal es menor al volumen de sedimentación ( ) entonces se debe adicionar una sección rectangular encima, como se indica a continuación,

    26,06 ³23,4376³=,  ∗ ℎ∗  ∗   2, 6 23 2, 6 23 ℎ∗  2,5∗5  12,5  ℎ∗ 0,20 

11.Se halla el volumen adicional (

) así,

(13)

12.Calculo de la altura para la adición rectangular ( ),

(14)

Diseño zona de entrada:

13.Se asume X= 50cm (convertir a m) y se halla el área superficial total (AT),

  [2 ∗] ∗ 1  50  100  0,5   [2 ∗0,5 2.50 ]∗5  17,5     2∗∗  2∗0,45 ∗5 4,5

(15)

14.Se halla el área de ventilación ( ) y se chequea que este entre (15 a 30) % del área total ( ) (X se asume en mínimo 45 cm), (16)

7




 ∗100%

(17)

4,17,55 ∗100%,%  ∇∗     ℎ  30   1000⁄ℎ⁄ ∗ 8652ℎ ,

Diseño zona de lodos:

15.Con una tasa de producción de lodos (r) de 30 L/persona.día, se calcula el volumen de digestión ( ), (18)

Nota: Recuerde que cada tanque sirve a la mitad de la población de diseño. El espacio hasta la zona de lodos h4 se estima entre (30 a 90) cm, sin embargo 30cm es un valor muy pequeño, se recomienda 60cm. 16.Calcular la altura de la tolva de lodos (ht), para lo cual se asume un fondo cuadrado de 40 cm de lado.

  ++∗,−/ 0,7

(19)

0,7∗ 2.52∗0.5 22∗0,15 0,40 ,     ∇T ht ∗A A  √ A ∗A ∇T 2,389 ∗19 0,16m² √ 19 ∗0,16m ,  ³ ht

 (



 )



17.Calcular el volumen de la tolva ( ) así,

(20)

18.Donde A1 es el área de la parte superior de la tolva y A2 el área del fondo de la tolva.

 ( 22∗0,15) ∗  (2,5 2∗0.5 2∗0,15) ∗5 ²

(21)

8




 0,4∗0,4  0,4∗0,40,16 ² ∆ó∇−∇T   ∆ó12.70 19,12  6,42 ³ ∆∆ó19,12 12.70 6,42 ³ ℎ   ó ℎ  6,1942²³ 0.33 

9

(22)

19. Si el volumen de la tolva es menor que el volumen de digestión ( se agrega la altura (hd),

∇T<∇

,

(23)

(24)

20.Halle la profundidad total del tanque HT, considerando el borde libre BL de 0,45m y la abertura final del fondo del canal de sedimentación de 0,30m.

 ℎ ℎ∗ ℎ ℎ ℎ    0,45 3,75 0,20 0,06 0,33 2,890,30   0,45 3,75 0,20 0,06 0,33 2,890,30 ,   (25)




10

Tabla 3. Resumen de Resultados A continuación, debe poner en la casilla correspondiente los resultados obtenidos en el diseño del tanque Imhoff con sus respectivas unidades. Participante No: 2 Área de ventilación Av: 4.5 Población de diseño: 865 personas Área total AT: 17.5 Dotación neta: 475 12,70m3 Volumen de digestión : Factor según Flores F: 3.5 Volumen de sedimentación : 26,06 m³ Caudal de diseño QD: 4,2799 L/s Altura de la tolva de lodos ht: 2,89



Altura de sedimentación hs: Altura de adición en la sedimentación h*:

3,75 m 0,20 m

Altura hd: Profundidad total del tanque HT:

0,33 m

, 




11

Dimensiones obtenidas: 5m

0,5 m

2.5 m

Borde en concreto , grosor 0,15

A2

0,16 m²

0.5 m

A1

19 m²

Figura 2. Vista en planta del tanque Imhoff Fuente: el autor (2014). 2-2



Dimensiones obtenidas:


2.5 m

12 0,5 m

b

X BL

h*

0,20 m

hs

3,75 m

0,30m

h4

hd

ht 04m

Figura 3. Corte transversal del tanque Imhoff. Fuente: el autor (2014).

0,06 m 0,33 m 2,89




13

MARIA MONICA MORENO GONZALEZ Proyectar el tratamiento primario con tanque Imhoff, para una población de diseño como se indica en la tabla para cada estudiante. El aporte de conexiones erradas estimada en 0,25 L/s Ha, el aporte por infiltración es de 0,13 L/s Ha. En un área proyectada de 7,8 Ha, y el coeficiente de retorno de 0,9.

2. Diseño del tanque Imhoff Tabla 2. Pasos para el cálculo del tanque Imhoff. Estudiante


1

790 personas

Dotación neta (L/habitante.día) 515

Siguiendo el Manual Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, se procede de la siguiente forma, Cálculo de caudales:

1. Calcule el caudal domestico Qd,

  ∗∗ [/] 86400 /ℎ. ∗0,9 4,23 /   790∗51586400

Donde, Pd: población de diseño DN: dotación neta CR: coeficiente de retorno

2. Calcule el caudal por infiltración Qf,

[   ∗    /]  ∗ =

=

=7,8ha 0,13 l/s. ha= 1,01 l/s

Donde, Ap: Área proyectada Inf: aportes por infiltración

3. Calcule el caudal de conexiones erradas Qce,

[ ]   ∗  /  ∗ =

=

= 7,8 ha 0,25 l/s. ha = 1,95 L/s

Donde,




CE: aporte por conexiones erradas

4. Calcule el Caudal medio QM sumando los anteriores así,

     ∗  ∗ =

+

+

= 4,23 l/s + 1,01 l/s + 1,95 l/s

QM= 7,19 L/s

5. Halle el caudal Máximo QMH, =

= 7,19 l/s 3,6

QMH= 25,88 L/s Donde,

F: al factor según la fórmula de flores en función de la población de diseño,

  10003,5,   10007903,5,   0,3,957 3,6

6. Se proyectarán dos tanques imhoff, cada uno con la mitad del caudal medio, por tanto el caudal de diseño QD es:

  2   7,129/ 3,59  310176  310,176/

Teniendo en cuenta los apuntes de (Chaux 2012), se tiene presente lo siguientes, Unidad de sedimentación:

7. Asumiendo una carga superficial de sedimentación (CSS) de 25 m3/m2/día, debe hallarse el Área superficial As,

14




    310, 1 76   2512,/40 // 

15

Nota: El caudal de diseño debe estar en unidades de m3/día. Asumiendo una sección de sedimentación rectangular y una relación 2:1 para L con respecto a b, se tiene que L=2b, se hallan los valores de L y b, que son la longitud y el ancho de la sección.

∗… … 2   1 2, 4 0     2  2 2,48 2∗2∗2, 4 8 4,96 ℎ/2  1,15 ℎ 1,51,25 ∗ ℎ ℎ 1,2 ∗2,8648  ∗ℎ 2 ∗      2,48∗1,2 86 ∗4,96  11,43

8. Para hallar la altura de sedimentación hs se usa la relación,

9. Se calcula el volumen total del canal de sedimentación,

10.Ahora se calcula el volumen de sedimentación para un tiempo de retención hidráulica (trh) de 2 horas.,

 ∗  =

h = ( 3)

13 3,5925, /∗2ℎ∗83600 ∗ 1ℎ4  1000




Nota: Si el volumen del canal es menor al volumen de sedimentación ( una sección rectangular encima, como se indica a continuación

 

< ) entonces se debe adicionar

11.Se halla el volumen adicional así,

       = − = 25,84 = 14,41

-11,43

12.Calculo de la altura para la adición rectangular h*,

ℎ∗  ∗   14, 4 1 14, 4 1 ℎ∗  2,48∗4,96  12,3  ℎ∗ 1,17


13.Se asume X= 50cm (convertir a m) y se halla el área superficial total AT,

   

∗ ∗    ∗ ∗ 

= ( (2 ) + ) = ( (2 50 cm) + 2,48m) 4,96 m = 17,26

14.Se halla el área de ventilación y se chequea que este entre ( 15 a 30) % del área total (X se asume en mínimo 45 cm),

∗ ∗  ∗ ∗ 

= 2 = 2 0,45m 4,96 m = 4,46

 ∗100% 4,17,4266 ∗100% 25,84 %


15.Con una tasa r de 30 L/persona, se calcula el volumen de digestión,

∇ ∗  =

h

16




∇∇ ∗ ∇ 

= 30L/persona 395 personas = 11850 L = 11,85

Nota: Recuerde que cada tanque sirve a la mitad de la población de diseño.

Población total es d 790 personas siendo la mitad 395 personas El espacio hasta la zona de lodos h4 se estima entre (30 a 90) cm, sin embargo 30cm es un valor muy pequeño, se recomienda 60cm.

16.Calcular la altura de la tolva de lodos ht, para lo cual se asume un fondo cuadrado de 40 cm de lado.

ℎ  0, 7 ( 2(22 ∗0,15)240∗0,1/2 ℎ 0,(27,4∗82∗0,502 52)∗0,4015) 0,4 ℎ 0,7∗ 2 32 0,4 ) ℎ 0,7∗ℎ(0,3,4780, ∗1, 6 9  ℎ 1,18 

17.Calcular el volumen de la tolva así.

  ∗   √  ∗     0,16  √ 18,74  ∗0,16  ∇ 1,1381,∗18, 7 4     1 8 ∗18, 7 4  0, 1 6  √ 3 , 0 1 ∇  3  1, 1 8 ∗18, 8 7  ∇ ∇8,1630, 16 1,73   ∗ ∗ ∗ ∗  ∗

18.Donde A1 es el área de la parte superior de la tolva y A2 el área del fondo de la tolva. 1 = (( + 2 + (2 0,15)) 1 = (( 2,48 m + (2 * 0,50 m) + (2 0,15)) 4,96 m 1 = 3,48 m+ 0,3 4,96 m

17



  ∗    ∇ ∇  


18

A1=18,74

2 = 0,4 0,4 A2= 0,16 19. Si el volumen de la tolva es menor que el volumen de digestión ( T< ), se agrega la altura hd, Δ

ó =

Δ

ó = 11,85 m3−8,16 m3

Δ

ó = 3,69 m3

−

T

ℎ  ∆    3, 6 9 ℎ  18,74  ℎ 0,19 

20.Halle la profundidad total del tanque HT, considerando el borde libre BL de 0,45m y la abertura final del fondo del canal de sedimentación de 0,30m

  ℎ ℎ∗ ℎ ℎ ℎ   0,45 1,86 1,170,5,7650, 1 9 1, 1 8 0, 3 0  

Tabla 1. Tabla Resumen de Resultados 1-2 A continuación, debe poner en la casilla correspondiente los resultados obtenidos en el diseño del tanque Imhoff con sus respectivas unidades. Participante No: 1 Área de ventilación Av: 4,46 m2 Población de diseño: 790 Área total AT: 17,26 m2 Personas Dotación neta: 515 L/ Volumen de digestión: 11,85 m3 habi.dia Factor según Flores Volumen de 25,84 m3 F: sedimentación: Caudal de diseño 310,176 Altura de la tolva de lodos 1,18 m QD: m3/ dia ht: Altura de 1,86 m Altura hd: 0,19 m sedimentación hs: Altura de adición en 1,17 m Profundidad total del 5,75 m la sedimentación h*: tanque HT:




Dimensiones Obtenidas. L= 4,96 m

Vertedero

m 5, 0 = X

Borde en concreto, grosor 0,15

m 8 4,

m

A2= 0,16 m2

2

4, 0

= b

m ,5 0

A1= 18,74 m2 = X

Vertedero Ilustración 1: Vista en Planta del tanque imhoff

b=2,48 m

X=0,5 m m 5 ,4 0 = L B

m 7 1, 1 m 6 ,8 1

Vertedero. m 0 3, 0

m ,6 0 = 4 h m 9 ,1 0 = d h h t= 1 , 1 8 m

0,4 m

Ilustración 2: Corte transversal del tanque imhoff

19




20

MARIA ALEJANDRA VALENZUELA

APORTE INDIVIDUAL Tabla 1. Datos diferentes para cada participante. Estudiante


Dotación neta (L/habitante.día)

MARIA MONICA MORENO

790 personas

515

OLFA JANETH POVEDA

865 personas

475

MARIA ALEJANDRA VALENZUELA

995 personas

456

4

1052 personas

402

5

1245 personas

435

Ejercicio a desarrollar Proyectar el tratamiento primario con tanque Imhoff, para una población de diseño como se indica en la tabla 1 y en la figura 1, para cada estudiante. El aporte de conexiones erradas estimada en 0,25 L/s Ha (ce), el aporte por infiltración es de 0,13 L/s Ha (Inf). En un área proyectada de 7,8 Ha (Ap), y el coeficiente de retorno de 0,9.

DATOS:      

CE: 0,25 L/s Ha Inf: 0,13 L/s Ha Ap: 7,8 Ha CR: 0,9 Pd: 995 Personas DN: 456

CALCULO DE CA UDALES





 995 ℎ     ∗456 .    ∗0, 9 ∗∗ ℎ        86400  86400 /    , /  ∗7,8 ∗0,13  .   ,  /  ∗ 7,8 ∗0,25 .   ,  /        4,72  1,01  1,95   ,  /

21

2. Calcule el caudal por infiltración Qf

3. Calcule el caudal de conexiones erradas Qce

4. Calcule el Caudal medio QM sumando los anteriores así,

5. Halle el caudal Máximo QMH,

 3,5 ∗

 1000995 , 3,5    ∗7,68  ∗3,5  ,  /

6. Se proyectarán dos tanques Imhoff, cada uno con la mitad del caudal medio, por tanto, el caudal de diseño QD es:

  2  7,682/  , /

UNIDAD DE SEDIMENTACIÓN




22

7. Asumiendo una carga superficial de sedimentación (CSS) de 25 m3 /m2 /día, debe hallarse el Área superficial As,

í  , ⁄  0, 0 01    ⁄í  3,84 ⁄ ∗ 1 ∗ 86400 ,   1í   331, 7 7      25 ⁄⁄íí  ,    1 3, 2 7    2  √ 6,63 ,  2∗2, 5 7  , 

Tenemos que QD

debemos convertirlo a

Ahora reemplazamos

Se halla el ancho

Se halla el largo

8. Hallar la altura de sedimentación hs

ℎ  1,25 ∗ 1,25 ∗2,57   ,   ,∗ ℎ 2,57 ∗1,92    2 ∗ 2 ∗5,14 

9. Hallar el volumen total del canal de Sedimentación Tenemos que

así:




 ,  

23

  0, 0 01   3,84 ⁄ ∗ 1 ∗ 36001ℎ 13,82 ⁄ℎ   ∗ℎ13,82 ℎ ∗2ℎ , 

10. Volumen de sedimentación ( ) expresado en m 3, para un tiempo de retención hidráulica ( trh) de 2 horas, Primero pasamos QD a m3/h:

Si el volumen del canal es menor al volumen de sedimentación (Vt
11. Hallar el volumen adicional

 12,68    27, 6 4  ,  

12. Calcular la altura para la adición rectangular h*

  14, 9 6       ℎ∗  ∗  2,57 ∗5,14  ∗ ,   DISEÑO ZONA DE ENTRADA

13. Hallar el área superficial total AT asumiendo que x = 50 cm

  (2 ∗ )∗  ,(2 ∗0, 5  2,57 )∗5,14  

14. Hallar el área de ventilación, se chequea que este entre (15-30) % del área total, X se asume en mínimo 45 cm

 2∗∗2∗0, 4 5 ∗5, 1 4   ,  




 ∗100% 18,4,6324 ∗100%  ,%

24

Para poder hallar el Av sobre un rango del 30%, se requirió reducir a X=45cm, el cual arrojo un área de ventilación de 25,19%

DISEÑO ZONA DE LODOS 15. Con una tasa r de 30 L/persona, calcular el volumen de digestión

∇∗30/ℎ 995 ℎ ∇  1000 / ∗ 2  ,   ℎ  (22∗0,15 40 )/2 0,7 ℎ 0,7∗ (22∗0,2 1540 ) ℎ 0,7∗ 2,57 2 ∗0,50 2 2∗0,150,40  ℎ 0,7∗ 3,247  ,   ∇ ℎ3 ∗ (    √  ∗ ) ∇ 1,231  ∗ 19,07   0,16   √ 19,07  ∗ 0,16 

16. Calcular la altura de la tolva de lodos ht, para lo cual se asume un fondo cuadrado de 40 cm de lado

17. Calcular el volumen de tolva




 ,      ( 22∗0, 1 5) ∗    (2,57  2 ∗0,,502∗0, 1 5 ) ∗ 4, 9 3      0, ,4 ∗0, 4  <  ∆ ∇  ∇14,92  8,45  ∆∆, 6,47 ℎ      19,07   ,  

25

18. Donde A1 es el área de la parte superior de la tolva y A2 el área del fondo de la tolva

19. Si el volumen de la tolva es menor que el volumen de digestión , se agrega la altura hd,

20. Halle la profundidad total del tanque H T, considerando el borde libre BL de 0,45 m y la abertura final del fondo del canal de sedimentación de 0,30 m.

   ℎ  ℎ∗  ℎ  ℎ  ℎ     0,45 1,92 1,130,, 6 0,33 1,21 0,30 




26

TABLA DE R EUMEN DE RE SULTADOS

PARTICIPANTE No:

3

ÁREA DE VENTILACIÓN AV:

POBLACI N DE DISEÑO:

995 hab.

DOTACI N NETA:

456L/ hab.dia

FACTOR SEG N FLORES F: CAUDAL DE DISEÑO QD:

3,84 L/s

ALTURA DE SEDIMENTACIÓN HS:

1,92 m

ALTURA DE ADICI N EN LA SEDIMENTACIÓN H*:

1,13 m

Vista en Planta del tanque imhoff

m 0 5 , 0

5,14 m

0,16 m2

m 0 5 , 0

19,07 m2

REA TOTAL AT:

4,62 m2

18,34 m2

VOLUMEN DE DIGESTIÓN: VOLUMEN DE SEDIMENTACIÓN:

14,92 m3

ALTURA DE LA TOLVA DE LODOS ht: ALTURA hd:

1,21 m

PROFUNDIDAD TOTAL DEL TANQUE HT:

5,94 m

27,64 m3

0,33 m




27

Corte transversal del tanque imhoff

m 5 4 , 0

m 3 1 , 1

m 2 9 , 1

,

,

,




YENIFER JOHANA GONZALEZ


Donde,

[ ]    /   ∗∗     ∗∗,  4,40[/]

(1)

Pd: población de diseño DN: dotación neta (L/habitante.día) CR: coeficiente de retorno 86400: Factor de conversión todos los segundos que tiene un día (1 día = 24 horas/día * 60 minutos/hora *60 segundos/minuto). 2. Calcule el caudal por infiltración Qf ,

Donde,

  ∗ [/]  7,8∗0,131,01[/]

(2)

Ap: Área proyectada (Ha) Inf: aportes por infiltración (L/s.Ha) 3. Calcule el caudal de conexiones erradas Qce,

Donde,

  ∗ [/]  7,8∗0,251,95[/]

(3)

CE: aporte por conexiones erradas (L/s.Ha) 4. Calcule el Caudal medio QM sumando los anteriores así,

      4,401,011,957,36  (4)

5. Halle el caudal Máximo QMH,

  ∗

(5)

28




29

Donde, F: al factor según la fórmula de flores en función de la población de diseño,

 ,, 3,4

 7,36∗3,425,02  (6)

6. Se proyectarán dos tanques imhoff , cada uno con la mitad del caudal medio (QM), por tanto el caudal de diseño QD es:

     7,236 3,68 

(7)

Teniendo en cuenta los apuntes de (Chaux, 2012), se tiene presente lo siguiente: Unidad de sedimentación :

7. Asumiendo una carga superficial de sedimentación (CSS) de 25 m3/m2/día, debe hallarse el Área superficial (As), Convertir a m3 /día

   0, 0 01 86400   3,68 ∗ 1  ∗ 1  317,9       317, 9   25 3⁄2 12,712 (8)

í




30

Nota: El caudal de diseño debe estar en unidades de m3/día. Asumiendo una sección de sedimentación rectangular y una relación 2:1 para el largo (L) con respecto al ancho (b), se tiene que L=2b, se hallan los valores de la sección.

 ……     ,2  √ 6,352 2,52 L * b

=2 * b=2*2,52=5.04m

L

(9) 8. Para hallar la altura de sedimentación (hs) se usa la relación,

/  , , ∗   , ∗5,043,78 hs

hs

(10)



9. Se calcula el volumen total del canal de sedimentación ( ) expresado en m3,

  ∗  ∗   ,∗,  ∗5,0424,004



(11)

10.Ahora se calcula el volumen de sedimentación ( ) expresado en m3, para un tiempo de retención hidráulica (trh) de 2 horas,

 0, 0 01   3,68 ⁄ ∗ 1 ∗ 36001ℎ 13,24 ⁄ℎ

    ∗ℎ  13,24∗2 ℎ26,48 

(12)




31

 <

Nota: Tener cuidado con la congruencia de unidades (pasar el caudal a m 3 /h). Si el volumen del canal es menor al volumen de sedimentación ( ) entonces se debe adicionar una sección rectangular encima, como se indica a continuación,

      26,4824,0042,47  ∗ ℎ∗  ∗   2,4704  2,12,477 0,19 ℎ∗  2,52∗5,

11.Se halla el volumen adicional (

) así,

(13)

12.Calculo de la altura para la adición rectangular ( ), (14)


13.Se asume X= 50cm (convertir a m) y se halla el área superficial total (AT),

   [2 ∗] ∗ 2   (2 ∗0,5 2,52 )∗5,04 17,74     2∗∗   2∗0,45∗5, 0 44, 5 3   ∗100% 

(15)

14.Se halla el área de ventilación ( ) y se chequea que este entre (15 a 30) % del área total ( ) (X se asume en mínimo 45 cm), (16)

 ∗100% ,, ∗100%25,53%

(17)


 ∇∗     ℎ

15.Con una tasa de producción de lodos (r) de 30 L/persona.día, se calcula el volumen de digestión ( ), (18)




∇  301000/ℎ/  ∗ 10522  15,78

32

Nota: Recuerde que cada tanque sirve a la mitad de la población de diseño. El espacio hasta la zona de lodos h4 se estima entre (30 a 90) cm, sin embargo 30cm es un valor muy pequeño, se recomienda 60cm. 16.Calcular la altura de la tolva de lodos (ht), para lo cual se asume un fondo cuadrado de 40 cm de lado.

  ++∗,−/ 0,7 0,7∗  ++∗,−,

(19)

ht

ℎ 0,7∗ 2,52  2 ∗0,50 2 2∗0,15 0,40  ℎ 0,7∗ 3,242 1,19 

17.Calcular el volumen de la tolva ( ) así,

∇T ht ∗A A  √ A ∗A

∇ ,  ∗ 19,25   0,16  √ 19,25  ∗ 0,16 7,97 (20)

18.Donde A1 es el área de la parte superior de la tolva y A2 el área del fondo de la tolva.

  (2,2 2∗0,15)∗      (20,,524∗0,240, ∗0,50162∗0, 1 5 ) ∗ 5, 0 419, 2 5 2 ∇ < T ∇ ∆∆ó∇−15,∇T 787,977,813 ó (21)

(22)

19. Si el volumen de la tolva es menor que el volumen de digestión ( , se agrega la altura (hd), (23)




ℎ  ∆3 ó ℎ  19,7,8215 2 0,40

33

(24)

20.Halle la profundidad total del tanque HT, considerando el borde libre BL de 0,45m y la abertura final del fondo del canal de sedimentación de 0,30m.

 ℎ  ℎ∗ ℎ ℎ ℎ    0,45 3,78 0,19 0,6   0,40 1,19 0,30 6,91 

(25)

ANALISIS GRUPAL

Tarea 2 Diseño de Un Tanque Imhoff

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