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
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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 EnergÃa - Este proceso requiere
mayor consumo de energÃa para lograr las demandas
de aereación. Se debe considerar cuidadosamente
los costos de la energÃa pública y las posibles
reducciones mandatorias en el suministro de
energÃa 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 energÃa, tanto, bajo
condiciones normales como de energÃa disponible
en condiciones de emergencia, debe incluirse en
el diseño del proceso de lodos activado.
3. Selección EspecifÃca 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 BioquÃmica de OxÃgeno (D.B.O.) de 5
dÃas. 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.
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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 perÃodo de
6 horas).
Tipo
Flujo Promedio
Tiempo de
Razón de Sedimentación
de
de Diseño M.L.D.
Retención
Superficial litros/dÃa/
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)
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7. Aereación:
a. General Se han desarrollado un número de modificaciones del proceso de lodo activado, alguna de las
cuales son referidas aquÃ. 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 BioquÃmica de OxÃgeno aplicada a los
tanque de aereación, estando entre los extremos de
los párametros de diseño descritos aquÃ. Una excepción serÃa 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 lÃquido 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
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con válvulas, compuertas, placas de retención, vertederos, u otros aparatos que permitan controlar el
flujo a cualquier unidad y mantener un nivel lÃquido
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 tuberÃas que lleven lÃquidos
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 lÃmites 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 regadÃo u otros medios
aprobados para el control de la espuma.
9. Equipo de Aereación:
a. General Los requerimientos de oxÃgeno 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 mÃnimo de 2.0 mg./L de
oxÃgeno 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
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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 MÃnima 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 oxÃgeno 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 oxÃgeno O 200 por ciento
de la demanda promedio de diseño, lo que sea mayor.
Can
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La tuberÃa y el sistema debe poder suplir la demanda normal de aire con una pérdida mÃnima 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 tuberÃa 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
oxÃgeno 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
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Las bombas deberán tener abertura de succión y
descarga de 7.6 centÃmetros (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. TuberÃa de retorno de lodo - La tuberÃa 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 perÃodo de retención variará de
20 a 60 dÃas.
b. Digestion aeróbica - El perÃodo de retención
para digestores aeróbicos será de 5 a 20 dÃas.
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
oxÃgeno disuelto de 2mg/1. Al tratarse de digestión aeróbica el aire requerido se computará de
acuerdo al modelo matemático.
can
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