Mem_calcCLCULO DE CAUDALES PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESPARMETROS DE DISEOPoblacin de Diseo (ao 2035)......................................Pob =451habDotacin..................................................Dot =100lt/hab/da(RNE)Contribucin de Desage.............................Cd =80%(RNE)Factor de Mxima Demanda Diaria........................K1 =1.3(RNE)Factor de Mxima Demanda Horaria..............K2 =2.5(RNE)Factor de Mnima Demanda.......................K3 =0.5(CEPIS)CONTRIBUCIN DE AGUAS RESIDUALESCaudal Promedio..........................................................................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qp =0.42lt/segCaudal Mximo Diario.................................................Qmd = Qp x K1................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qmd =0.54lt/segCaudal Mximo Horario.................................................Qmh = Qp x K2................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qmh =1.04lt/segCaudal Mnimo.............................................................Qmn = Qp x K3................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qmn =0.21lt/segCONTRIBUCIN POR INFILTRACIONContribucin en la red.....................................Cr =20000.00lt/Km/daContribucin por buznCb =380.00lt/buzn/daLongitud total de la red.L =2.22KmN de buzonesB =156Und.Caudal por infiltracin..............................................Qinf = (Cr x L + Cb x B)/86400(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qinf =1.20lt/segCONTRIBUCIN INSTITUCIONALDotacin..................................................Dot =1Lt/seg./Hasrea de la Zona Institucional............................................................Ai =0.08Hascentro educativo primario670/10000Hascentro educativo inicial0.016Hasposta0.0432Hasiglesia0.021HasTOTAL0.0802HasCaudal Institucionall..............................................Qinst = Dot. x Ai................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qinst =0.08lt/segCONTRIBUCIN POR CONEXIONES ERRADASContribucin en la red.....................................Qcont =4.75Lt/seg./Km2(2-6 Lt/seg./Km2)rea total de drenaje............................................................At =0.104Km2Caudal por conexiones erreadas....................Qce = At x Qcont................(lt/seg)Reemplazando valores, tendremos que.........................Qce =0.494lt/segCAUDALES DE DISEO PARA LAS UNIDADESPara las lagunas y tanques.................................................................Q`p =Qp + Qinf + Qins + Qce =2.19lt/segPara las unidades hidrulicas...................................................Qmh =Qmh + Qinf + Qins + Qce=2.82lt/segQmn =Qmn + Qinf + Qins + Qce=1.98lt/seg

Cam_rejasDIMENSIONAMIENTO DE LA CMARA DE REJAS1)PARMETROS DE DISEOQ/4Q/2Caudal promedio de desage......................................................Qp =2.19lt/seg0.00054794810.00110Caudal mximo horario de desage.........................................Qmh =2.82lt/seg0.00070454540.00141Caudal mnimo de desage......................................................Qmn =1.98lt/seg0.00049574910.00099Coeficiente de rugosidad en canales de concreto......................n =0.014Velocidad mxima a travs de las barras....................................Vmx =0.70m/seg (RNE: 0.6 - 0.75)(RNE-S090)Velocidad mnima a travs de las barras....................................Vmn =0.30m/seg (RNE: 0.3 - 0.6)(RNE-S090)2)DISEO DE LA CMARA DE REJAS2.1)Clculo de la Eficiencia de la barra (E)Donde:E.................Eficiencia de la barraa....................Espaciamiento entre barras (pulg)t.....................Espesor de la barra (pulg)Tomando en consideracin los acpites (a) y (b) de RNC para el diseo de PTARAsumiremos que..................................................................a =1.20pulgt =0.25pulgLuego; reemplazando valores, tendremos que..........................E =0.832.2)Clculo del Area til o Area entre las Barras (Au)Au = Qmh / VmxDonde:Au.................(m2)Qmh............(m3/seg)Vmx.............(m/seg)Luego; reemplazando valores, tendremos que..........................Au =0.004m22.3)Clculo del Area Total Aguas Arriba de la Reja (At)At = Au / ELuego; reemplazando valores, tendremos que..........................At =0.005m22.4)Clculo del Tirante del Canal Aguas Arriba (Y1)At = b x Y1Asumiremos que..................................................................b =0.30mtLuego; despejando Y1, tendremos que....................................Y1 =0.016mt2.5)Clculo de la Pendiente del Canal Aguas Arriba (S1)Reemplazando .........Rh =0.015Luego; despejando S1, tendremos que....................................S1 =0.01838m/m2.6)Verificacin para el Caudal MnimoSabemos que.......................................................................Qmn =0.00198m3/segn =0.01400S1 =0.01838m/mOperando con Hcanales tenemos:Ymn =0.013mtVmn =0.507m/seg2.7)Determinacin del Nmero de BarrasN = [ b / ( a + t ) ] + 1Luego; reemplazando valores, tendremos que..........................N =9barras2.8)Clculo de la Velocidad Aguas Arriba (V1)Por continuidad.............At x Vag arriba = Q = Au x VbDondeAt = Au / EDespejando..................V1 = Vb x EdondeVb = VmxLuego; reemplazando valores tendremos que...........................V1 =0.579m/seg2.9)Clculo de la Prdida de Carga en condiciones ms desfavorables (50% de ensuciamiento)hf = 1.143 x ( V ^ 2 - U ^ 2 ) / ( 2 x g )Donde:hf....................Prdida de carga (mt)V...................Factor (1.5 a 2.0) x Velocidad en las Barras (m/seg)1.05U....................Velocidad de aproximacin o aguas arriba (m/seg)0.579Asumiendo que.......................................................................Factor =1.50g =9.80m/seg2Luego; reemplazando valores tendremos que...........................hf =0.045mt2.10)Clculo del Tirante del Canal Aguas Abajo (Y2)Y2 = Y1 - hfLuego; reemplazando valores tendremos que...........................Y2 =-0.029mtGenerando un desnivel despus de las Rejas equivalente a........hd =0.045mtY1 - Y2inicialpara tener una misma pendiente aguas arriba y abajo.Entonce; el tirante total abuas abajo ser de...............................Y2 =0.016mt2.11)Clculo de la Pendiente del Canal Aguas Abajo (S2)S2 = [ ( Qmh x n ) / ( A2 x Rh2 ^ (2/3) ) ] ^ 2Donde:A2 = b x Y20.004864718Rh2 = ( b x Y2 ) / ( 2 x Y2 + b )0.0146337477Luego; reemplazando valores tendremos que...........................S2 =0.01838m/m2.12)Clculo de la Velocidad Aguas Abajo (V2)Qmh = V2 x A2Luego; reemplazando valores tendremos que...........................V2 =0.58m/seg3)DISEO DEL CANAL DEL BY-PASS3.1)Determinacin del tirante en el Canal del By-Pass (H)Qmh = 1.71 x ( L - 0.20 x H ) x H ^ ( 3 / 2 )(vertedero con contracciones)Asumiendo que.......................................................................L =1.00mtLuego; reemplazando valores tendremos que...........................H =0.014mt3.2)Clculo de la Pendiente del By-Pass (S)S = [ ( Qmh x n ) / ( A x Rh ^ (2/3) ) ] ^ 2Donde:A = B x H0.0041857166Rh = ( B x H ) / ( B + 2 x H )0.0127650369Asumiendo que.......................................................................B =0.30mtLuego; reemplazando valores tendremos que...........................S =0.0298m/mQmh =0.0028m3/segOperando con Hcanales tenemos:Verificando la velocidad del fluido en el By-Pass............................V =0.67m/segcalculado por Hcanales4)CANTIDAD DE MATERIAL RETENIDOCMR = ( Qp x MR / FL ) / 1000Donde:CMR................Cantidad de material retenido (m3)Qp..................Caudal promedio de desage (m3/da)MR.................Material retenido (lt/m3)FL....................Frecuencia de Limpieza (vez/da)Considerando que.......................................................................Qp =189.371m3/da0.1428571429Para una abertura entre barras igual a 1.00 pulg .......................MR =0.023lt/m3Asumiendo que.........................................................................FL =0.143vez/daLuego; reemplazando valores tendremos que...........................CMR =0.030m3/da0.102mt de altura de acumulacin de lodosS =0.00000m/m

DesarenadorDIMENSIONAMIENTO DEL DESARENADOR1)DATOS DE DISEOCaudal Promedio de Desage...........................................................Qp =0.00219m3/seg7.89m3/horaCaudal Mximo Horario de Desage.............................................Qmh =0.00282m3/seg10.15m3/horaCaudal Mnimo de Desage..............................................................Qmn =0.00198m3/seg7.14m3/horaVelocidad horizontal del flujo de desage (RNE - OS:090)........................................................Vh =0.30m/seg0.30m/s +- 20%(RNE-S090)Tasa de Acumulacin de Arena (RNE - OS.090).................................................Taa =0.03lt/m3(RNE-S090)Coeficiente de rugosidad del concreto.........................................n =0.0142)DIMENSIONAMIENTO DEL DESARENADOR2.1)Area Mxima de Seccin TransversalAst = Qmh / VhAst =0.009m22.2)Tirante Mximo de Desage en el CanalYmx = Ast / BDonde:B.....................Ancho del Canal (mt)Asumiendo que el ancho del canal ser de.........................................................B =0.40mtEntonces; el tirante mximo de desage en el canal ser.....................Ymx =0.023mt0.59= 25 x H2.3)rea Superficial del DesarenadorAs = Qmh / TadDonde:Qmh..............Caudal mximo horario de desage (m3/h)Tad.................Tasa de aplicacin de desage (m3/m2/h)As.....................res superficial til del desarenador (m2)Considerando que la "Tad" debe estar entre < 45 - 70 > m3/m2/h (RNE Norma OS.090),asumiremos un valor conservador equivalente a......................................Tad =45.00m3/m2/hEntonces; el rea superficial til del desarenador ser de.......................As =0.225m22.4)Longitud til del DesarenadorL = As / BReemplazando valores, tendremos que......................................................L =0.564mtAdems:Longitud del desarenador = 25H (Para caudal maximo)L =0.587mtEntonces escogemos:L =1.200mt3)DIMENSIONAMIENTO DE LA TOLVA3.1)Cantidad de Material RetenidoVad = Qp * Taa.................. (9)Donde:Vad...............Volumen de arena diaria (m3/da)Qp................Caudal promedio de desage (m3/da)Taa................Tasa de acumulacin de arena (lt/m3)Reemplazando valores, tendremos que..................................Vad =0.006m3/da3.2)Perodo de LimpiezaSe asumir que la limpieza de la Tolva se efectuar cada......................PL =7dasEntonces; la Tolva tendr que tener una capacidad de.........................Vtv =0.040m3/da3.5)Dimensiones de la TolvaVtv = Lt x Bt x HtDonde:Lt...................Largo de la Tolva (mt)Bt.........................Ancho de la Tolva (mt)Ht.....................Altura de la Tolva (mt)Asumiendo los siguientes valores.......................................................Lt =0.50mtBt =0.40mtHt =0.20mtEntonces, el volumen til de la tolva ser de................................................Vtv =0.040m3OK4)DISEO DEL VERTEDERO PROPORCIONAL TIPO SUTRO.................. (1)Debemos escoger un Q menor al Qmn para asegurar que H > a :Para un "Q" equivalente a.............................................Q =0.0028m3/segAsumiendo que "H = a",Tendremos la siguiente expresin...........Dando valores a la variable "a" tendremos los siguientes valores para "b":abab0.0200.5450.0700.0830.0300.2970.0800.0680.0400.1930.0900.0570.0500.1380.1000.0490.0600.1050.1100.042Elegimos....................a =0.050mt.................. (2)Entonces .....................b =0.138mt.................. (3)Sabemos que....................Q = Qmx =0.00282m3/seg.................. (4)Despejando "H" de la ecuacin (1):.................. (5)Reemplazando (2), (3) y (4) en (5), tendremos que......................H =0.050mt0.023= YmxLuego; procedemos al clculo para el dibujo del SUTRO:Y (m)X (m)X / 2Y (m)X (m)X / 20.0000.1380.06900.1300.0490.02440.0100.1010.05050.1400.0470.02370.0200.0880.04420.1500.0460.02300.0300.0800.04000.1600.0450.02240.0400.0740.03690.1700.0440.02180.0500.0690.03450.1800.0430.02130.0600.0650.03250.1900.0420.02080.0700.0620.03080.2000.0410.02040.0800.0590.02940.2100.0400.01990.0900.0560.02810.2200.0390.01950.1000.0540.02700.2300.0380.01920.1100.0520.02610.2400.0380.01880.1200.0500.02520.2500.0370.0185

LECHO DE SECADOLECHO DE SECADO1)DIMENSIONAMIENTO DE LECHO DE SECADOConsideraciones:(-) Rendimiento volumtrico de lodos digeridos.........................Rvld =9.00p3/da/1000 hab(-) Profundidad til del lecho de secado....................................Hls =10.00pulg(-) Nmero promedio de secados por ao....................................Ns =4veces/ao(-) Poblacin de Diseo.............................................................Pob =451hab1.1)Volumen de lodos digeridos por ao:Vlda = Rvld x 365 / 1000........(p3/ao/hab)Reemplazando valores, tendremos que.....................................Vlda =3.29p3/hab/ao1.2)rea total requerida para la digestin de lodos en un ao:Atdl = ( Vlda / Hls ) / Ns.........(p2/hab)Reemplazando valores, tendremos que........................................Atdl =0.99p2/hab0.0021851441Atdl =0.0916m2/hab1.3)Dimensionamiento de cada Lecho de Secado:Considerando un nmero de lechos de secado equivalente a......# Lechos =1.00unidPara la Poblacin de Diseo:Atdltot = Pob x AtdlAtdltot =41.29m2Para cada lecho de secado, el rea superficial ser de..............Adlu = Atdltot / # LechosAdlu =41.29m2Tomando en consideracin la siguiente relacin...........................Lu / au =2.00< 2 a 3 >Adlu = Lu x auau =4.54mlLuego, el largo calculado ser.....................................................Lu=9.09mlAdecuando los valores, tendremos que....................................au =4.60mlLu=9.10mlCon lo cual obtendremos un rea superficial unitaria de................Adlu =41.86m2Volumen de Lodos ..................................................................................Vlod =41.95m3/ao

Vertedero-controlDISEO DE VERTEDEROS DE CONTROLPARA LOS TANQUES HIMHOFFVERTEDEROS TRIANGULARES (Diente Sierra - salida del Tanque Himhoff)Frmula de Thomson para vertederos issceles con ngulo recto. Determina el tirante mximo.Q = 1.4 x H ^ (5/2)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)QmhHQpHQmnHQ/50.000560.0440.000440.0400.000400.038(Q/2)/50.000060.0170.000040.0160.000040.015(Q/4)/50.000030.0130.000020.0120.000020.011VERTEDEROS RECTANGULARES DE PARED DELGADAFrmula de Francis para determinar tirantes mximos.UQ = 1.838 x L x H ^ (3/2)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)L....................Ancho del vertedero (mt)Para la Salida del Tanque HimhoffLQmhHQpHQmnHQ1.350.002820.0110.002190.0090.001980.009Q/20.001410.0070.001100.0060.000990.005Q/40.000700.0040.000550.0040.000500.003VERTEDEROS RECTANGULARES DE PARED GRUESAFrmula de Torreceli para determinar tirantes mximos.UQ = 1.71 x L x H ^ (3/2)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)L....................Ancho del vertedero (mt)Para la Salida del Tanque HimhoffLQmhHQpHQmnHQ1.350.044150.0720.019930.0420.012360.031Q/20.022080.0450.009960.0270.006180.019Q/40.011040.0280.004980.0170.003090.012VERTEDEROS CIRCULARES (EN PARED VERTICAL) - TUBO HORIZONTALPara el Ingreso y Salida de los Tanques Himhoff:Q = 1.518 x ( D ^ 0.693 ) x ( H ^ 1.807 )Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)D....................Dimetro interior de la tubera (mt)DQmhHQpHQmnHQ0.100.002820.0740.002190.0650.001980.061Q/20.001410.0510.001100.0440.000990.042Q/40.000700.0350.000550.0300.000500.028VERTEDEROS TRIANGULARES (en la Estructura de Salida de las Lagunas)Frmula de Thomson para vertederos issceles con ngulo recto. Determina el tirante mximo.Q = 1.4 x H ^ (5/2)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)QmhHQpHQmnHQ0.002820.0830.002190.0750.001980.073Q/20.001410.0630.001100.0570.000200.029Q/40.000700.0480.000550.0430.000100.022VERTEDERO DE CAMARA DE PARTICIONVertedero Rectangular de pared delgadaVertedero TriangularFrmula para vertederos isscelesFrmula de Franciscon ngulo recto.Q = 1.838 x L x H ^ (3/2)Q = 1.4 x H ^ (5/2)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)Donde:Q..................Caudal mximo (m3/s)H...................Tirante (mt)H...................Tirante (mt)L....................Ancho del vertedero (mt)LQHQH0.400.0060.0410.0060.1140.0110.0610.0110.1450.0160.0790.0160.1680.0210.0940.0210.1870.0260.1080.0260.2040.0310.1220.0310.2180.0360.1340.0360.2320.0410.1460.0410.2440.0460.1580.0460.2560.0510.1690.0510.2660.0560.1800.0560.2760.0610.1910.0610.286

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