¿Alguna vez te has preguntado cuánta agua residual estás generando en tu hogar o en tu negocio? ¡No busques más! Con nuestra calculadora de aguas residuales, puedes descubrir de manera rápida y sencilla cuánto desecho líquido estás produciendo diariamente. Sigue leyendo para aprender más sobre cómo esta herramienta puede ayudarte a ser más consciente de tu consumo de agua y a tomar medidas para reducir tu impacto en el medio ambiente. ¡No te lo pierdas!

Calculadora de Aguas Residuales

F/M Ratio Calculator

Carga de BOD (kg/día):

MLVSS (kg):

Calcular F/M Ratio

HRT Calculator

Volumen del Tanque (m³):

Caudal (m³/hora):

Calcular HRT

MCRT Calculator

MLSS (kg):

Concentración de MLSS:

SS que sale (kg/día):

Calcular MCRT

Edad del Lodo Calculator

MLSS en el Tanque (kg):

SS que entra (kg/día):

Calcular Edad del Lodo

SVI Calculator

Volumen de Sólidos (mL):

Volumen Total (L):

Calcular SVI

Calculadora de Aguas Residuales

Esta calculadora de aguas residuales te permite construir un modelo de trabajo de una planta de lodos activados. Sigue el flujo de aguas residuales desde el clarificador primario, pasando por el tanque de aireación, hasta el clarificador secundario, calculando medidas importantes en el camino. Esta herramienta está compuesta por siete calculadoras diferentes:

• Calculadora de DBO;
• Calculadora de DQO;
• Calculadora de relación F/M;
• Calculadora de tiempo de retención hidráulica;
• Calculadora de tiempo de retención celular medio;
• Calculadora de edad de fango; y
• Calculadora de índice volumétrico de lodos.

Lee el artículo a continuación para aprender qué hace cada una de las partes de una planta de tratamiento de aguas residuales y cómo calcular cada una de estas medidas.

Proceso de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

Una planta de tratamiento de aguas residuales es una serie de operaciones diferentes que se interconectan para formar un todo unificado. Dependiendo de las necesidades del área, estas operaciones pueden variar de una planta a otra, pero el objetivo siempre es el mismo: recibir aguas residuales crudas y convertir la mayor cantidad posible en agua limpia. Nuestra calculadora de aguas residuales pretende modelar esto de la manera más precisa posible, para que no debas preocuparte por largos cálculos.

El agua residuales que entra en la planta pasa por varias etapas:

1. Tratamiento primario – Aquí, los desechos pasan por una serie de tamices, molinos y cámaras de sedimentación. Esto sirve para eliminar materia particulada más grande que podría dañar el resto de la planta, por ejemplo, arena o cáscaras de huevo.
2. Clarificador primario – Un clarificador retiene las aguas residuales durante un período de tiempo más largo, generalmente alrededor de dos horas. Esto permite que los residuos se asienten en el fondo, donde pueden ser extraídos y enviados al tratamiento de lodos. Cualquier materia flotante también se elimina.
3. Tanque de aireación – El clarificador primario no garantiza la eliminación de toda la materia orgánica (sólidos suspendidos) del agua. El agua que sale de este clarificador se mezcla con lodos de los clarificadores secundarios posteriores para proporcionar microorganismos que digieran la materia orgánica. Esta mezcla luego entra en el tanque de aireación, donde se insufla aire comprimido. Esto oxigena el agua, proporcionando las condiciones perfectas para que los microorganismos se alimenten de la materia orgánica y se multipliquen.
4. Clarificadores secundarios – La mezcla se detiene en un clarificador secundario, permitiendo que los lodos activados se depositen fuera del agua clara. Los lodos activados se envían de vuelta al tanque de aireación o se envían al tratamiento de lodos. El agua clara sale como efluente secundario y es desinfectada antes de ser descargada.

Hay a veces pasos adicionales en el tratamiento de lodos activados, pero no los modelamos en nuestra calculadora de aguas residuales.

Calculadora de Relación F/M

La relación F/M (relación alimento/microorganismo) es fundamental en el tratamiento, y para ser honestos, a los microorganismos les encanta; puedes aprender cómo crecen en esa bonanza de alimento con nuestra calculadora de tiempo de generación. Si deseas encontrar DBO o DQO, puedes reorganizar las fórmulas listadas a continuación, utilizar nuestra calculadora ingresando los valores que conoces, o leer más en nuestra calculadora de MLVSS dedicada. Allí encontrarás explicaciones no presentes en esta calculadora de aguas residuales.

En las fórmulas a continuación, solo mostramos las de DBO. Sin embargo, en todas las instancias, puedes intercambiar todas las medidas de DBO por las equivalentes en DQO para obtener las fórmulas de DQO.

El primer paso para encontrar la relación F/M es determinar el aspecto alimentario de la misma. Este es el peso de DBO que ingresa al tanque de aireación desde el clarificador primario, también conocido como carga. En el sistema métrico, lo encontramos utilizando la siguiente fórmula:

Para la versión imperial, necesitamos cambiar las unidades: en particular, el caudal ahora se expresa en millones de galones por día (MGD); observa cómo estamos utilizando unidades de volumen: puedes utilizar nuestra conversión de volumen para los cálculos necesarios. También debemos multiplicar todo por un factor de conversión de 8.34 lbs/galón, que es la densidad del agua:

El siguiente paso requiere encontrar la cantidad de microorganismos en el tanque de aireación, el componente M de la relación F/M. Este es el peso de MLVSS (sólidos suspendidos volátiles mezclados) dentro del tanque de aireación. Calculamos esto de manera similar a la carga de DBO. En métrico:

Entonces, en imperial, donde MG significa millones de galones:

El paso final es fácil, ¡solo encuentra la relación entre la cantidad de alimento que entra al tanque de aireación y la cantidad de microorganismos ya presentes en él!

Tiempo de Retención Hidráulica (HRT)

HRT significa tiempo de retención hidráulica. Es el tiempo promedio que tarda una partícula de aguas residuales en pasar de un extremo del tanque de aireación al otro. Se encuentra con un cálculo relativamente simple:

El único requisito para las unidades aquí es que las unidades de volumen tanto para el tanque como para el caudal sean las mismas. Las unidades para HRT serán cualesquiera que sean las unidades de tiempo para el caudal (generalmente están en horas): aprende más sobre estas cantidades con nuestra calculadora de caudal.

El tiempo de retención hidráulica tiene importantes implicaciones para la actividad biológica del tanque de aireación. Si el HRT es demasiado bajo, los lodos se mueven a través del tanque de aireación demasiado rápido para que ocurra completamente la nitrificación y solubilización, lo que significa que más DBO pasará a los clarificadores secundarios. Sin embargo, aumentarlo facilitará la descomposición de la materia orgánica en las aguas residuales, pero puede afectar la velocidad de procesamiento de la planta en su conjunto, convirtiéndose en el paso limitante.

Tiempo de Residencia Celular Medio (MCRT)

MCRT significa tiempo medio de residencia celular, que es el tiempo promedio que una partícula de desecho orgánico o una bacteria individual pasa en el proceso de lodos activados. El primer paso es encontrar el peso total de sólidos suspendidos mezclados (MLSS), que es toda la materia orgánica en las aguas residuales, incluidas las bacterias, en todo el proceso. La versión métrica es:

Y la versión imperial es:

donde:

• MLSS weight: Peso total de MLSS en tanto el tanque de aireación como los clarificadores secundarios; y
• MLSS conc.: Concentración de MLSS en el sistema.

El siguiente paso es encontrar el peso de los sólidos suspendidos (SS) que salen del sistema a través de los clarificadores secundarios. Por lo general, esto se hace sobre una base diaria:

En imperial:

Puedes usar el flujo durante el período que desees; asegúrate simplemente que sean iguales para ambos flujos de efluentes. Sin embargo, sobre un día es lo habitual. El paso final es dividir el peso de los SS en el sistema entre la cantidad de SS que los abandona durante un cierto período:

Edad de Fango

La edad de fango es una métrica similar a MCRT, excepto que ahora es el tiempo que una bacteria o partícula sólida pasa en el tanque de aireación. También se suele indicar en días. De manera similar, el primer paso es encontrar el peso de MLSS solo en el tanque de aireación. En métrico, se ve así:

Y en imperial:

El siguiente paso es encontrar la cantidad de sólidos suspendidos que ingresan al tanque de aireación, es decir, el efluente del clarificador primario. Este paso es muy similar al anterior para ambos, métrico:

y en imperial:

El paso final es entonces dividir la cantidad de sólidos suspendidos en el tanque por la cantidad que ingresa por día:

Índice Volumétrico de Lodos (SVI)

El SVI es la medida final de esta calculadora de aguas residuales, que significa Índice Volumétrico de Lodos, y es única entre las demás medidas aquí, ya que generalmente se encuentra en un laboratorio, no en el sistema mismo. A pesar de esto, sigue siendo un valor importante de conocer, ya que te brinda la medida más precisa de la compacidad de los lodos.

Primero, debes encontrar el volumen de sólidos asentados después de 30 minutos. Para hacer esto, toma un cilindro graduado (1 litro es común), llénalo con una muestra fresca de lodo mezclado (generalmente del efluente del tanque de aireación) y déjalo en reposo durante media hora para que se asiente. Después de este tiempo, registra el volumen de sólidos asentados en mL y divídelo por el volumen total de la muestra tomada en L para obtener la medida en mL / L.

Ahora puedes aplicar la fórmula de SVI:

Puedes decir mucho sobre los lodos por el valor de SVI:

• ≤80 mL/g: Los lodos son muy densos y se asientan rápidamente. Esto suele significar que los lodos están sobreoxidados. El DBO/COD del efluente puede ser inferior al necesario.
• 100-200 mL/g: El rango deseable de SVI para la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
• ≥250 mL/g: Una señal de lodos que se asientan muy lentamente. Suele ocurrir cuando la planta está recién comenzando, pero puede ser una señal de que el DBO/COD del efluente es demasiado alto.

Conclusión

Las tres etapas del tratamiento de aguas residuales son:

1. Tratamiento primario – Utilizado para eliminar arena y materia flotante;
2. Tratamiento secundario – Utilizado para descomponer cualquier materia orgánica restante; y
3. Tratamiento terciario – Purifica aún más el agua que va hacia ambientes vulnerables.

Para reducir la DBO en aguas residuales:

• Introduce una mayor cantidad de microorganismos en las aguas residuales, los cuales digerirán los sólidos suspendidos;
• Permite un tiempo de decantación más largo en el clarificador primario para eliminar más lodos; y
• Mantén el pH óptimo para que tus microorganismos digieran los desechos.

Para calcular SVI:

1. Toma una muestra del lodo mezclado del efluente del tanque de aireación con un cilindro graduado.
2. Deja que la muestra se asiente durante media hora y registra la cantidad de sólidos asentados en mililitros por litro.
3. Divide este valor por la concentración de sólidos suspensión de lodo mezclado en gramos por litro.

El tiempo medio de residencia celular es el tiempo promedio que la materia orgánica pasa en el proceso de lodos activados. El MCRT de una planta de tratamiento de aguas residuales afecta a una serie de otros valores, como el tiempo que tardan los sólidos suspendidos en ser digeridos y la velocidad de operación de toda la planta.