El lombrifiltro es un método alternativo para el tratamiento de aguas residuales con respecto a los tratamientos convencionales. Este sistema de tratamiento utiliza microorganismos y lombrices californianas en el proceso por lo que precisa conservar ciertas condiciones operacionales para evitar cualquier daño en el mismo. La clave en el correcto funcionamiento de este sistema se encuentra en su correcto sistema de alimentación de agua residual. En este proyecto se diseñó y modeló un sistema de alimentación para lombrifiltros en diferentes escenarios de producción de aguas residuales provenientes de una fuente constante, una industria y un municipio.
Índice general
1. Introducción
1.1. Introduccion general
1.2. Problemas operacionales
1.3. Resumen de literatura
1.3.1. Layout del lombrifiltro
1.3.2. Sistemas de riego por aspersion
1.3.3. Parametros hidraulicos
1.3.4. Velocidad de flujo en tuberias
1.4. Objetivos
1.4.1. Objetivo general
1.4.2. Objetivos especificos
2. Metodología
2.1. Diseno hidraulico
2.1.1. Procedimientos utilizados en el diseno
2.2. Escenarios de fluctuaciones de aguas residuales
2.3. EPAnet
2.3.1. Componentes Físicos
2.3.2. Bomba
2.3.3. Emisores
2.3.4. Patrones de Tiempo
2.3.5. Ecuacion de Perdidas
2.4. Costos de infraestructura, operaciones y equipos.
3. Resultados y Análisis
3.1. Capacidad hidraulica de lombrifiltro
3.2. Construccion de un modelo para simulacion de la variacion temporal en produccion de aguas residuales
3.3. Construccion de modelo hidraulico para alimentacion de lombrifiltros con EPAnet
3.4. Simulaciones de sistemas de alimentacion
3.4.1. Escenario 1 - Caudal constante
3.4.2. Escenario 2. Industrial
3.4.3. Escenario 3. Municipal
3.5. Costo de operaciones y materiales
3.5.1. Costos escenario 1
3.5.2. Costos escenario 2
3.5.3. Costos escenario 3
3.6. Analisis General
4. Conclusiones y Recomendaciones
4.1. Conclusiones
4.2. Recomendaciones
Objetivos y temas de la investigación
El objetivo principal de esta tesis es diseñar y modelar un sistema de alimentación optimizado para lombrifiltros, con el fin de garantizar condiciones operativas constantes ante las fluctuaciones de producción de aguas residuales en diferentes entornos, utilizando herramientas de simulación hidráulica.
- Diseño hidráulico eficiente para sistemas de tratamiento con lombrifiltros.
- Modelado de la variabilidad temporal de la producción de aguas residuales.
- Simulación técnica mediante el software EPAnet para diversos escenarios (constante, industrial, municipal).
- Dimensionamiento de componentes críticos como bombas, pozos de succión y redes de distribución.
- Análisis de costos operativos y de infraestructura para garantizar la viabilidad del proyecto.
Auszug aus dem Buch
1.2. Problemas operacionales
Para que el lombrifiltro funcione correctamente se deben cumplir ciertos parametros como por ejemplo la humedad, para este proceso es fundamental tener un sistema adecuado de alimentacion del lombrifiltro, es aquí en donde se genera un problema que típicamente se presenta en este sistema de tratamiento; la alimentacion regular y constante del lombrifiltro (Leon & Castillo, 2015).
Sin un flujo continuo y regular de afluente, en este caso aguas residuales, el lombrifiltro puede secarse hasta el punto en donde las lombrices reduzcan su capacidad de alimentarse y bajar sus rendimientos en la eliminacion de los desechos o en el peor de los casos puede ocurrir una mortandad de estos dejando el lombrifiltro defectuoso. Sin embargo, si ocurre lo contrario, es decir, si entran afluentes en exceso al lombrifiltro las lombrices no soportaran y morirán debido a que no toleran tanta humedad (Del Aguila et al. 2011).
En ambos casos (escasez o exceso) la razon principal que normalmente origina dichos inconvenientes es la fluctuacion de produccion de aguas residuales en las industrias y municipios. Otra razon por la cual ocurre este problema es la interrupcion de la energía electrica. Por estas razones las plantas de tratamientos con lombrifiltros estan sujetas a dichas fluctuaciones, ya que dependen de la cantidad de agua residual disponible para mantener un flujo continuo de riego para los lombrifiltros.
Otro problema operacional se da en los aspersores con los atoramientos de solidos en ellos. Esto ocurre cuando durante el pre tratamiento (desarenado o pre filtrado) del agua cruda no se eliminan todos los residuos pequenos. Entonces al llegar a los aspersores estos con el tiempo quedan atorados parcial o totalmente dificultando el funcionamiento normal de los mismos. Este problema se afronta constantemente en este tipo de sistemas de riegos.
Resumen de los capítulos
1. Introducción: Presenta el problema del tratamiento de aguas residuales en Paraguay y expone el funcionamiento y beneficios de los lombrifiltros como alternativa técnica.
2. Metodología: Describe el proceso de diseño hidráulico, el uso del software EPAnet y los criterios establecidos para el dimensionamiento de bombas, tuberías y pozos.
3. Resultados y Análisis: Detalla la modelación de los tres escenarios planteados, comparando los datos obtenidos mediante simulación y evaluando los costos asociados a cada infraestructura.
4. Conclusiones y Recomendaciones: Sintetiza los hallazgos sobre la eficiencia de los modelos y propone futuras líneas de investigación para la mejora de los sistemas de alimentación.
Palabras clave
Lombrifiltro, aguas residuales, tratamiento de aguas, EPAnet, simulación hidráulica, tasa de carga hidráulica, tiempo de retención hidráulica, sistema de alimentación, aspersores, gestión de aguas, dimensionamiento, bombeo, costos, eficiencia, sostenibilidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el propósito fundamental de esta investigación?
El trabajo busca diseñar y modelar un sistema de alimentación eficiente para lombrifiltros que garantice condiciones operativas óptimas, enfrentando el desafío de las fluctuaciones en la generación de aguas residuales.
¿Qué temas principales aborda el documento?
Los temas centrales son el tratamiento de aguas mediante lombrifiltros, el diseño hidráulico de redes de distribución, el modelado de caudales variables y el análisis de viabilidad técnica y económica.
¿Cuál es la pregunta de investigación principal?
Se enfoca en cómo diseñar un sistema de alimentación capaz de gestionar la variabilidad de afluentes, asegurando que el proceso de tratamiento de aguas residuales se mantenga eficiente y constante.
¿Qué metodología científica se emplea en este trabajo?
La investigación utiliza un enfoque descriptivo y técnico, empleando el software EPAnet para realizar simulaciones dinámicas y estudios de caso basados en condiciones reales.
¿Qué se analiza en la sección principal del trabajo?
El cuerpo principal profundiza en el cálculo de parámetros hidráulicos (como TRH y HLR), el diseño de redes con tuberías, la selección de bombas y la evaluación comparativa de tres escenarios específicos: caudal constante, industria y municipio.
¿Cómo caracterizaría esta tesis en términos de palabras clave?
Las palabras clave esenciales incluyen Lombrifiltro, tratamiento de aguas residuales, simulación hidráulica con EPAnet y optimización de sistemas de alimentación.
¿Qué importancia tiene la automatización en el diseño propuesto?
La automatización permite que el sistema reaccione al nivel de agua en el pozo de succión, asegurando que el riego sea intermitente y controlado, lo cual previene la sobrecarga o sequedad en el lombrifiltro.
¿Cómo se determinaron los costos de operación mencionados?
Los costos se calcularon basándose en el consumo energético de las bombas durante la vida útil estimada de diez años de la planta, utilizando las tarifas eléctricas vigentes de la ANDE para los distintos sectores.
- Arbeit zitieren
- Alejandro Cárdenas (Autor:in), 2017, Diseño y modelación de un sistema de alimentación para lombrifiltros, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/411853
