diseño de plantas de tratamientos de aguas residuales-unu-4

8/11/2019 Diseo de Plantas de Tratamientos de Aguas Residuales-unu-4

1/25

UNIVERSIDAD

NACIONAL DE UCAYALI

Pucallpa Ucayali

2 13

Ing. Segundo Elmer Nieto Ampuero

[email protected] [email protected]

TRATAMIENTO

PRELIMINAR REJAS TIPOSY CRITERIOS DE DISEO
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/25

COMPONENTES BASICOS DE UN SISTEMAS DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES


3/25


4/25


5/25

TIPOS DE REJAS

Rejas sencillas de limpieza manualRejas macanizadas, de accionamiento mecanizado


6/25

Parmetros de diseo para rejas de barras


7/25

Criterios de diseo de reja de barrasEl dimensionamiento se realiza para las condiciones ms

desfavorables, es decir para el caudal mximo horario y tambin sedeber verificar a caudal mnimo y medio. Las dimensiones

principales de una reja son establecidas para que se tenga unaseccin de flujo con velocidad adecuada.

Velocidad de flujo a travs de las rejas

La velocidad a travs de las barras limpias debe mantenerse entre 0,60 a 0,75 m/s(basado en caudal mximo horario).

Norma Tcnica Peruana OS-90 PTAR

La velocidad del canal antes de las barras, la misma que debe mantenerse entre0,30 y 0,60 m/s, siendo 0,45 m/s un valor comnmente utilizado.


8/25

Inclinacin de las barras

En las instalaciones de limpieza manual las rejas de barrasgeneralmente son instaladas haciendo un ngulo de 30 a 60 gradoscon la horizontal. En las instalaciones mecanizadas este ngulo esestablecido en funcin de las condiciones locales, de acuerdo con el

tipo de equipo empleado, generalmente las rejas mecanizadasforman un ngulo de 60 hasta 90 grados con la horizontal (msfrecuentemente 75).

El ngulo de inclinacin de las barras de las cribas de limpiezamanual ser entre 45 y 60 grados con respecto a la horizontal.



9/25

Abertura o espaciamiento de las barras

El espaciamiento libre entre las barras depende de lafinalidad que se pretenda lograr. Las rejas gruesas soninstaladas aguas arriba de bombas de gran capacidad,

turbinas, etc. y a veces preceden a rejas ms finas, no sonempleadas antes de bombas de tornillo, o cuando lo sontienen espaciamiento superior a los 150 mm., Imhoffrecomienda rejas con un espaciamiento de 40 a 50 mm

para que no se retenga mucha materia fecal. Las rejas finaspresentan muchas veces problemas de operacin ymantenimiento, siendo entonces en general mecanizadas.


10/25

El espaciamiento entre barras estar entre 20 y 50 mm. Para

localidades con un sistema inadecuado de recoleccin deresiduos slidos se recomienda un espaciamiento no mayor a 25mm.



11/25

Dimensiones de las barras

En general las barras tienen seccin rectangular de 5 a 15 mm deespesor por 30 a 75 mm de ancho, las dimensiones dependenmucho del largo de las barras y del mecanismo de limpieza, engeneral las barras de rejas gruesas van hasta 15 x 75 mm (las ms

grandes); las instalaciones pequeas tienen barras de seccinmnima de 5 x 40 mm. Entre estos dos ejemplos hay una variedadmuy grande de dimensiones que deben ser seleccionadas enfuncin a la resistencia a la operacin de limpieza y a ladisponibilidad en el mercado nacional.

Se utilizarn barras de seccin rectangular de 5 a 15 mm deespesor de 30 a 75 mm de ancho. Las dimensiones dependen dela longitud de las barras y el mecanismo de limpieza.



12/25

Dimensionamiento del canal de rejas de limpiezamanual

rea transversal de flujo del canal

El rea transversal total del canal (At) donde se ubicara la reja debarras, ser determinado asumiendo la velocidad de flujo en el canalutilizando los criterios de velocidades.


13/25

Donde:Qmax = Caudal maximo horrio (m3/s)V = Velocidad de flujo en el canal (m/s)At = rea transversal total del canal (m2)

At = Qmax / V

El ancho del canal de reja de barras acostumbra ser igual o msgrande que el dimetro o al ancho del emisario y debe igualar elancho de las propias rejas, evitndose espacios muertos. Porconsiguiente, el tirante de agua del canal de la reja de barras ser:

ha = At/bDonde:

b= Ancho del canal (m)ha= Tirante de agua maximo del canal (m)


14/25

Para Sistemas de Agua Potable y Aguas residuales recomienda

utilizar un borde libre (ho) de 0.20 a 0.25 metros. Por lo que laaltura total h(m) del canal de reja de barras ser:

h = ha + ho

Seccion transversal del canal de rejas


15/25

Pendiente del canal

La pendiente del canal debe de ser descendente en la direccin decirculacin a travs de la reja, sin baches o imperfecciones en lasque pudieran quedar atrapados algunos slidos, asimismo esconveniente achaflanar las uniones de las paredes laterales. La

pendiente del canal ser determinado utilizando la ecuacin deManning:

Donde:S = Pendiente del canaln = Coeficiente de rugosidad de Manning (para revestimiento de

cemento n= 0.013)V = Velocidad de flujo en el canal (m/s)

Rh= Radio hidraulico (m)


16/25

El radio hidraulico esta dado por la ecuacin:

Donde:At = rea transversal total del canal (m2)P = Permetro mojado (m)

Rh = At / P

Longitud de las barras

La longitud de las barras depende del grado de inclinacin que tienenestas con la horizontal, y del tirante de agua maximo del canal de lareja de barras.


17/25

Esquema de rejas de limpieza manual

Donde:Lb = Longitud de las barras (m.)ha = Tirante de agua maximo del canal (m)

= Grado de inclinacin de las barras con la horizontal (Grados)


18/25

Calculo del nmero de barras

Siendo Nb el nmero de barras en la reja del canal y (Nb-1) elnmero de espacios, se puede utilizar la siguiente ecuacin paradeterminar el nmero de barras:

Donde:

b = Ancho del canal (cm.)e = Espesor de barras (cm.)S1 = Separacin entre barras (cm.)


19/25

Longitud del depsito o canal

El canal de acceso debe ser suficientemente largo para que se evitela turbulencia junto a las barras, se recomienda utilizar la siguienteexpresin:

Donde:L = Longitud del deposito o canal (m)

b = Ancho til del canal (m)

L = 3.50 x b


20/25

Perdida de carga

Las perdidas de carga que se producen al circular el agua a travs delas rejas dependen de la velocidad de aproximacin del agua(velocidad de flujo en el canal donde se ubican las rejas) y de lavelocidad de circulacin a travs del elemento, la perdida de carga

puede estimarse empleando la expresin conocida como la de

Metcalf & Eddy caracterizada por su simplicidad.

Donde:

hf = Perdida de carga (m)0.7 = Coeficiente empirico que incluye los efectos de la turbulencia y de las

perdidas por formacin de remolinosV = Velocidad de aproximacin a la reja (m/s)Vc = Velocidad de circulacin entre las barras de la reja (m/s)

g = Aceleracin de la gravedad (9.81 m/s2)


21/25

Para estimar la velocidad de circulacin a travs de la reja debarras se empleara la ecuacin de continuidad:

Donde:

Qmax = Caudal maximo horario de diseo (m3/s)Al = rea transversal de flujo de la reja de barras (m2)Vc = Velocidad de circulacin a travs de la reja (m/s)e = Espesor de barras (transversal al caudal que fluye) (m)

Vc= Qmax/A1

El rea transversal del flujo de la reja esta dada por la ecuacin:


22/25

Disposicin de rejillas manuales


23/25

Dado los caudales de aguas residuales de ingreso a la planta detratamiento, determinar las dimensiones del canal y de las rejasde limpieza manual, sabiendo que se emplearan rejas gruesasCaudal mnimo (Qmin)= 0.05 m3/sCaudal medio (Qmed)= 0.1 m3/sCaudal maximo (Qmax)= 0.25 m3/sAncho del emisario= 600 mm

EJERCICIO DE APLICACION

1. Determinar del rea transversal del canal de rejas2. Calculo del tirante

3. Pendiente del canal4. Determinar el numero de barras5. Determinar la longitud de las barras6. Calcular la perdida de carga en las rejas7. Realizar la verificacin a caudal mnimo

8. Graficar las dimensiones del canal de rejas


24/25

Dado los caudales de aguas residuales de ingreso a la planta detratamiento de la provincia de Sacaba, determinar las dimensionesdel canal y de las rejas de limpieza manual, sabiendo que se

disponen de barras redondas de 1/2 pulgada (1.27 cm.), con unaseparacin de barras de 2.50 centmetros y un angulo deinclinacin de las barras de 45.

Caudal mnimo (Qmin)= 150 lts/sCaudal medio (Qmed)= 300 lts/sCaudal maximo (Qmax)= 600 lts/sDimetro del emisario= 1.10 m

EJERCICIO PROPUESTO


25/25

Muchas Gracias !

diseño de plantas de tratamientos de aguas residuales-unu-4

Documents