Regl. 3149, art. 3.1-6.26.03

Lodo Activado

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Cite as Reglamento Núm. 3149, Art. 3.1-6.26.03

1. Aplicabilidad - El proceso de lodo activado y sus varias modificaciones pueden ser usados cuando las aguas residuales pueden responder a tratamiento biológico. Este proceso requiere atención cuidadosa y una VI-35 operación de supervisión competente, incluyendo un control rutinario de laboratorio. Estos requisitos deben ser considerados cuando se proponga este tipo de tratamiento. 2. Requisitos de Energía - Este proceso requiere mayor consumo de energía para lograr las demandas de aereación. Se debe considerar cuidadosamente los costos de la energía pública y las posibles reducciones mandatorias en el suministro de energía pública en emergencias con relación a la condiciones de la calidad del agua. La capacidad para mantener la viabilidad del proceso en casos de redacción del uso de energía, tanto, bajo condiciones normales como de energía disponible en condiciones de emergencia, debe incluirse en el diseño del proceso de lodos activado. 3. Selección Especifíca del Proceso El proceso de lodo activado y sus varias modificaciones pueden ser empleados para conseguir varios grados de remoción de sólidos suspendidos y reducción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O.) de 5 días. La selección del proceso más aplicable será influencia por el tamaño de la planta propuesta, tipos de desperdicios a tratarse, grado anticipado de operación y mantenimiento, y costo de operación. Todo diseño deberá proveer flexibilidad en la operación. Plantas mayores de 3785 MLD (1MGD) deberán diseñarse con facilidades para fácil conversión a otras modalidades de tratamiento. 4. Pretratamiento Se deberá remover la arenisca, sólidos, grasas y aceites excesivos y se deberán desmenuzar los sólidos antes del proceso de lodo activado. Can 5. Tanques de Sedimentación Los siguientes requisitos son en adición a los establecidos en el Art. 6.21.01 de estas Normas. a. Cuando se use un tanque de sedimentación primario, también se deberá hacer provisión para descargar el albañal crudo directamente a los tanque de aeración después del pre-tratamiento. VI-36 6. Tanques de sedimentación finales a- Las entradas y facilidades de recolección y retiro de lodos deberán ser diseñadas de manera que disminuyan las corrientes de densidad y aseguren un rápido retorno de lodo a los tanques de aeración. b- Remoción de Material Flotante Para los tanques de sedimentación final se deberán proveer eficientes tabiques retenedores (Baffles) y equipo de remoción de materia flotante. c- Capacidad La razón de recirculación del lodo de retorno, desde los tanques de sedimentación finales a los tanques de aereación o reaereación es bastante alta en los procesos de lodo activado. Debido a esto, el tiempo de retención. la razón de sedimentación superficial y la razón de desborde del vertedero deberán ser ajustados para los varios procesos, de manera que disminuyan los problemas con la carga de lodo, las corrientes de densidad, la turbulencia hidráulica de entrada y en ocasiones, la pobre sedimentabilidad del lodo. Los siguientes parámetros de diseño deberán ser observados al diseñar los tanques de sedimentación finales para los siguientes procesos de lodo activado, excepto que se deberá dar la debida consideración a la duración del flujo (Ejemplo: los flujos en escuelas pueden ocurrir en un período de 6 horas). Tipo Flujo Promedio Tiempo de Razón de Sedimentación de de Diseño M.L.D. Retención Superficial litros/día/ Proceso (M.G.D.) (Horas) cm.2 (gal./dfa/pie²) Convencional, Hasta 1.89 (0.5) 3.0 2.44 (600) Modificado O 1.89 (0.5) hasta "High Rate" y 5.68 (1.5) 2.5 2.85 (700) Aereación esca- 5.68 (1.5) O mayor 2.0 3.26 (800) lonada Estabilización Hasta 1.89 (0.5) 3.6 2.04 (500) por contacto 1.89 (0.5) hasta 5.68 (1.5) 3.0 2.44 (600) 5.68 (1.5) O mayor 2.5 2.85 (700) Aereación Hasta 0.19 (0.05) 4.0 1.22 (300) Extendida 0.19 (0.05) hasta 0.57 (0.15) 3.6 2.04 (500) 0.57 (0.15) O mayor 3.0 2.44 (600) VI-37 7. Aereación: a. General Se han desarrollado un número de modificaciones del proceso de lodo activado, alguna de las cuales son referidas aquí. Los patrones de diseño, datos operacionales y la experiencia para algunos de estos no han sido bien establecidos. Esto debe ser considerado al seleccionar una modificación proceso. Con una operación efectiva y provisión para el desperdicio de lodo en el caso de aereación extendida, puede esperarse que el proceso convencional y sus varias modificaciones remuevan 85 a 90 por ciento de la Demanda Bioquímica de Oxígeno aplicada a los tanque de aereación, estando entre los extremos de los párametros de diseño descritos aquí. Una excepción sería el proceso llamado "High Rate", el cual se puede esperar remueva de 50 a 90 por ciento de D.B.O. aplicada, dependiendo de las cargas, sólidos bajo aereación y otras variables. b. Tanques de Aereación El tamaño del tanque de aereación para cualquier adaptación particular del proceso, deberá ser determinado por cálculos racionales basados en factores tales como; tamaño de la planta, grado de tratamiento deseado, concentración de sólidos suspendidos en el licor mezclado (mixed liquor supended solids) carga de D.B.O., y la razón de sólidos en licor mezclado (mixed liquor solids) a la carga de D.B.O. Se deberán someter cálculos para justificar las bases de diseño de la capacidad del tanque de aereación. 8. Arreglo de los Tanques de Aereación: a. En general las profundidades del líquido no deberá ser menores de 3.05m (10 pies) ni mayores de 4.57m (15 pies), excepto en casos de diseños especiales. Para tanques bien pequeños O tanques con una configuración especial, la forma del tanque y la instalación del equipo de aereación debe proveer para el control positivo de corto circuitos (short circuiting) a través del tanque. b. Entrada y Salidas: Controles Las entradas y salidas para cada unidad de aereación deberán estar adecuadamente equipadas Cam VI-38 con válvulas, compuertas, placas de retención, vertederos, u otros aparatos que permitan controlar el flujo a cualquier unidad y mantener un nivel líquido razonablemente constante. Las propiedades hidráulicas del sistema deben permitir el manejo de la carga hidráulica máxima instántanea con cualquier unidad del tanque de aereación fuera de servicio. C Conductos Los canales y tuberías que lleven líquidos con sólidos en suspensión deberán ser diseñados para que mantengan velocidades que permitan su propia limpieza, O deberán ser agitados para que mantengan los sólidos en suspensión en todas las velocidades de flujo dentro de los límites de diseño. d - Aparatos medidores Se deberán instalar aparatos para indicar las velocidades de flujo de las aguas de albañal crudas, O el efluente primario, el lodo de retorno y el aire a cada unidad de tanque. En plantas diseñadas para flujos de 5.68 M.L.D. (1.5 M.G.D.) o mayores, estos aparatos deberán totalizar y registrar, a la vez que indicar los flujos. Donde el diseño provea para que todo el lodo de retorno se mezcle con el albañal crudo (o efluente primario) en un punto, se deberá medir la velocidad de flujo del licor mezclado a cada unidad de aereación. e Margen Libre (freeboard) - Normalmente todos los tanques de aereación deberán tener un margen libre no menor de 45.7cm (18 pulgadas). Son deseables alturas mayores. Se deben proveer sistemas de regadío u otros medios aprobados para el control de la espuma. 9. Equipo de Aereación: a. General Los requerimientos de oxígeno depende generalmente de la carga de D.B.O., grado de tratamiento y el nivel de la concentración de sólidos suspendidos que se mantendrá en el licor mezclado en el tanque de aereación. El equipo de aereación deberá ser capaz de mantener un mínimo de 2.0 mg./L de oxígeno disuelto en el licor mezclado en todo momento, además de proveer una mezcla completa de éste. Todos los controles eléctricos deberán ser provistos de protección adecuada contra la interperie. C am VI-39 b. Sistemas difusores de aire: Los requerimientos de aire mostrados a continuación serán considerados requerimientos normales. En cualquier caso, los requerimientos generales del Inciso 9 (a) anterior deberán ser cumplidos. Cantidad Mínima de Aire a ser aplicada, Metros Cúbicos de Aire/Gm. D.B.O.5 (Pies Cúbico de Aire/Lb.D.B.0.5) Proceso Carga en Tanque Aereación Convencional 0.81 (1,500) Areación Escalonada 0.81 (1,500) Estabilización por contacto 0.81 (1,500) Modificado or "High Rate" 0.26 a 0.81 (400 a 1.500), (dependiendo de la Remoción en D.B.O.5 esperada) Aereación Extendida 1.26 (2,000) En los requerimientos antes mencionados se presume que el equipo es capaz de Transferir por lo menos 1.0 lb. de oxígeno al licor mezclado por libra de D.B.O.5 como carga en el tanque de aereación. A este volumen de aire requerido se deberá añadir el vólumen de aire requerido para canales, bombas o cualquier otro uso que requiera demanda de aire. La capacidad especificada de los compresores O ventiladores, particularmente los del tipo centrifugo, deberá tomar en cuenta que la temperatura del aire a la entrada puede alcanzar 40°c (104°F) O más alta, y que la presión puede ser menor que la normal. Los sopladores (blowers) deberán proveerse en unidades múltiples, arreglados de tal modo y de tales capacidades, que provean la demanda máxima de aire con la unidad de mayor capacidad fuera de servicio. El diseño también deberá proveer para variar el vólumen de aire suministrado en proporción a la demanda de carga de la planta. El sistema de difusión debe ser capaz de suplir la demanda máxima diurna de oxígeno O 200 por ciento de la demanda promedio de diseño, lo que sea mayor. Can VI-40 La tubería y el sistema debe poder suplir la demanda normal de aire con una pérdida mínima por rozamiento. El espaciado O separación de los difusores será de acuerdo con los requisitos de aire a lo largo del canal o tanque y será diseñado para facilitar el ajuste del espaciado sin necesidad de cambios mayores a la tubería principal. El arreglo de los difusores también deberá permitir su remoción para inspección, mantenimiento y reemplazo sin vaciar el tanque, ni suspender el suministro de aire a los otros difusores en el tanque. Las unidades individuales de difusores deberán estar equipadas con válvulas de control, preferiblemente con indicadores de la cantidad de aire suministrado. Los difusores en cualquier unidad individual deberán tener una pérdida de aire uniforme. C. Sistemas de Aereación Mecánica El mecanismo y unidad impulsora deberán ser diseñados para las condiciones a esperarse en el tanque de aereación en términos del rendimiento aprobado del equipo. Las instalaciones con unidades multiples de aereación mecánica deberán ser diseñadas de manera que provean la demanda máxima de aire con la unidad mayor fuera de servicio. El diseño también deberá proveer un mecanismo para variar la cantidad de oxígeno transferido, en proporción a la carga en la planta. 10. Equipo de Retorno de Lodo La razón de retorno de lodos se fijará según el caso O estudio piloto. La experiencia ha demostrado que esta razón varia generalmente entre 10 y 200% y deberá ser calculada de acuerdo al modelo matemático aceptado. La razón de lodo de retorno deberá ser variada por medios de motores de velocidad variable, transmisiones O contador de tiempo (plantas pequeñas) para bombear lodo a lo anterior. 11. Bombas para el Retorno del Lodo Si se usan bombas impulsadas por motor para el retorno del lodo, la capacidad máxima de retorno de los lodos deberá ser alcanzada con la bomba mayor fuera de servicio. Se debe proveer una carga positiva en la entrada de la bomba. 6am VI-41 Las bombas deberán tener abertura de succión y descarga de 7.6 centímetros (3 pulgadas) por lo menos. Si se usan elevadores de agua por aire (Air lifts) para regresar el lodo desde cada tanque de sedimentación, no se requerirá unidad de reserva, siempre que el diseño de los mismos sea tal que facilite su fácil y rápida limpieza y siempre que se provean otras medidas de reserva. Los elevadores de agua por aire (Air lifts) deberán ser de, por lo menos, 7.6 centimetros (3 pulgadas de diámetro). 12. Tubería de retorno de lodo - La tubería de succión y descarga deberá ser de, por lo menos 10cm (4 pulgadas) de diámetro y diseñadas para mantener una velocidad no menor de 0.6lm (2 pies) por segundo cuando las facilidades de retorno de lodo estén operando a razón normal. Se deberán proveer aparatos adecuados para observación, muestra y control del flujo de retorno del lodo activado desde cada tanque de sedimentación. 13. Facilidades para desperdicio de lodo - Las facilidades para el control del desperdicio deberán diseñarse adecuadamente usando los modelos matemáticos establecidos. a. Digestion Anaeróbica - La capacidad de digestión se computará de acuerdo al modelo matemático establecido. El período de retención variará de 20 a 60 días. b. Digestion aeróbica - El período de retención para digestores aeróbicos será de 5 a 20 días. Los modelos matemáticos a que estas normas se refieren se encuentran en el texto de Metacalt & Eddy de última revisión. C. Requerimiento de Aire - La cantidad de aire debe ser suficiente para mantener los sólidos en suspensión y mantener una concentración de oxígeno disuelto de 2mg/1. Al tratarse de digestión aeróbica el aire requerido se computará de acuerdo al modelo matemático. can VI-42
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