Agua Residual

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TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.

URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

i

INTRODUCCIÓN

Generalidades

Objetivos

Información Preliminar

Vías de Acceso

Clima

Sistema existente

Documentos técnicos analizados

Análisis de la Población

Determinación de la población de diseño

Estudio demográfico

Composición del ARD

CARACTERIZACIÓN DEL EFLUENTE

Toma de muestras y aforo del ARD

Técnicas de muestreo

Toma de muestras

Recipientes

Identificación de muestras

Preservantes de muestras

Métodos de preservación

1

1

3

3

3

4

4

4

5

5

6

6

9

9

11

12

13

13

13

13




ii

Transporte de muestras

Programa de muestreo

Características de las ARD

Análisis de resultados de laboratorio

Factores que influyen en la caracterización de

de ARD

CRITERIOS-SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS

Selección del tratamiento depurador

Comparación entre las soluciones

depuradoras

Superficie necesaria

Simplicidad de construcción

Explotación y mantenimiento

Rendimientos

Estabilidad

Impacto ambiental

Producción de fangos

Conclusiones

CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA EDAR

Caudal de diseño

Coeficiente Punta

Carga unitaria

14

14

16

17

17

20

21

27

27

27

27

28

28

29

29

29

31

31

32

32




iii

Carga orgánica

Área de la Planta de Tratamiento

Dimensiones de la planta

Unidades de Pretratamiento

Cajón de entrada

Transición al canal de entrada

Canal de entrada

Diseño de cribas y rejilla de Desbaste

Diseño del Desarenador

Longitud de transición al desarenador

Compuertas de entrada y salida del Desarenador.

Unidad de Tratamiento Primario

Diseño del Decantador Primario

Unidades de Tratamiento Secundario

Diseño de los Lechos Bacterianos

Parámetros constructivos y funcionales

Calculo del Lecho Bacteriano

Diseño del Decantador Secundario

Unidad de Tratamiento Terciario

Diseño de Eras de Secado

DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO

C

34

34

34

35

35

35

36

38

45

46

48

49

49

53

54

54

56

58

62

64

65




iv

DESCRIPCION DEL PROCESO DE DEPURACIÓN

Recepción

Pretratamiento

Tratamiento primario

Tratamiento secundario

Línea de fangos

Evaluación de la eficiencia del tratamiento

PLAN DE PUESTA EN MARCHA Y OPERACIÓN

Puesta en marcha de la planta de tratamiento

Inspección preliminar del sistema

Operaciones iníciales

Chequeo del sistema

Llenado de la planta

Operación normal

Operación especial

Suspensión de la operación de la planta

Programación de actividades de mantenimiento

Parada de la planta

Limpieza de tanques y Lechos Bacterianos

68

69

69

70

71

72

73

74

74

75

75

76

77

77

78

78

79

79

80




v

Limpieza o Reparación de Rejas, Desarenador, Canales y Eras de Secado.

Seguridad del personal durante estos trabajos

Operación de emergencia

Falla de energía de larga duración

Fallas en estructuras y equipos esenciales

Eventos de fuerza mayor

Control de calidad

Toma de muestras en planta

Manual de operación y mantenimiento

Generalidades

Características del manual

Calibración de equipos

Redacción del manual

Operación, mantenimiento y control de calidad

Contenido

Bibliografía

81

81

82

82

82

83

83

83

84

84

84

84

84

85

85

104




vi

TABLA Nº 1: Contaminante del Agua Residual Doméstica 7

TABLA Nº 2: Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce 9

TABLA Nº 3: Aforo de la Descarga 15

TABLA Nº 4: Resultados de la Caracterización del Efluente 16

TABLA Nº 5: Campo Poblacional de alternativas de Depuración propuesta 21

TABLA Nº 6: Superficie necesaria para cada alternativa 21

TABLA Nº 7: Superficie necesaria 22

TABLA Nº 8: Simplicidad de Construcción 22

TABLA Nº 9: Explotación y Mantenimiento 23

TABLA Nº10: Costos de Construcción 23

TABLA Nº11: Costos de Explotación y Mantenimiento 24

TABLA Nº12: Rendimientos 24

TABLA Nº13: Estabilidad 25

TABLA Nº14: Impacto Ambiental 25

TABLA Nº15: Producción de Fangos 26

TABLA Nº16: Matriz final de Selección 26

TABLA Nº17: Pérdidas de energía en una rejilla 43

TABLA Nº18: Material cribado retenido según aberturas de cribas 44

TABLA Nº19: Velocidad Ascencional a Caudal Medio 50

TABLA Nº20. Velocidad Ascencional a Caudal Máximo 50




vii

TABLA Nº21: Tiempo de retención 51

TABLA Nº22: Relaciones adimensionales para el diseño de un decantador 51

TABLA Nº23: Carga a la salida del vertedero 52

TABLA Nº24: Concentración de Fangos 52

TABLA Nº25: Procesos de tratamiento y Grados de Remoción 52

TABLA Nº26: Aporte per cápita para el agua residual doméstica 53

TABLA Nº27: Tipos de fangos producidos en una EDAR 63




viii

Anexo Nº 1: Cálculo Hidráulico de la red de Alcantarillado Sanitario 86

de la Urbanización La Castellana

Anexo Nº 2: Análisis de laboratorio de las muestras de agua 90

Anexo Nº 3: Cálculo Hidráulico de la Planta de Tratamiento de Agua 92

Residual de la Urbanización La Castellana

Anexo Nº 4: Cálculo hidráulico de la estación de Bombeo 101

Anexo Nº 5: Pérdidas localizadas en longitudes equivalentes 103

Anexo Nº 6: PLANOS

TECNI-CONSTRUCCIONES S.A. URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”


1

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA LA URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

*Introducción.-

En nuestro país, las aguas negras procedentes de los sistemas de recolección y alcantarillado, descargan en la mayoría de los casos, en los cursos de agua naturales para su disposición final. Se exceptúan algunas formas de irrigación. La descarga está limitada por la capacidad de autopurificación de las aguas receptoras.

Dado que la ciudad de Loja, es conocida en nuestro país como la ciudad más ecológica, día a día son más las personas interesadas en conservar está importante mención. Es por esta razón que en la planificación de lo que será la Urbanización “La Castellana”, se ha considerado muy conveniente diseñar también una estación depuradora de las aguas residuales provenientes de cada una de las viviendas, con la finalidad de contribuir a la conservación del medio ambiente, para reducir la toxicidad de estas aguas antes de entrar en contacto con el cuerpo de agua al que serán descargadas.

Buscando de esta manera cumplir con cada uno de los parámetros exigidos por la Normativa Ecuatoriana de Descarga de Aguas Residuales vigente, contribuyendo a mejorar su calidad aguas debajo de la descarga.

En la orilla de la zona donde se ubicará la urbanización, circula el cauce del Río Zamora, por lo que es común encontrar varias especies de insectos, con la construcción de la planta de tratamiento, también se obtienen otros beneficios ya que se eliminan malos olores, plagas de insectos y roedores en las cercanías a la urbanización.

*Generalidades.-

Las aguas residuales domésticas se originan por el consumo de aguas de abastecimiento de tipo: Agua potable utilizada para consumo humano y preparación de alimentos, entre otros usos.

Las redes de desagüe sanitario conducen las aguas residuales al exterior de las edificaciones.



2

A pesar de que las aguas residuales, están constituidas, aproximadamente por 99% de agua y 0,1% de materia extraña, su descarga en una corriente cambia las características del agua que la recibe.

En esta forma los materiales que se depositan en el lecho de un río impiden el crecimiento de plantas acuáticas; los de naturaleza orgánica se pudren robando oxígeno al agua con producción de malos olores y sabores; las materias tóxicas, compuestos metálicos, ácidos y álcalis afectan directa o indirectamente la vida acuática; las pequeñas partículas como fibras o cenizas pueden asfixiar a los peces por la obstrucción de sus bronquios (agallas); los aceites y grasas pueden flotar en la superficie y adherirse a las plantas impidiendo su desarrollo.

De todo ello se desprende la importancia de reducir la descarga de aguas residuales en las corrientes de agua, a los límites de autopurificación de las aguas receptoras.

Se puede mejorar la capacidad de autopurificación de un río disminuyendo la velocidad del agua en la zona de descarga o en los ensanchamientos del cauce; regulando la formación de depósitos de lodo por canalización del cauce del río; aumentando los procesos de aireación provocando artificialmente, disturbios en la superficie del agua por cascadas, remolinos, etc. y finalmente impidiendo que se disminuya la cantidad de agua en dilución como sucede en época de estiaje, mediante obras de regulación.

De lo descrito anteriormente, debemos tomar en cuenta que dichos procedimientos requieren obras muy costosas por lo que resultan antieconómicos.

Por lo que se debe buscar en lo posible que la materia acarreada en el agua residual, llegue al cuerpo de agua por los sistemas de alcantarillado, sometiendo estas aguas a procesos de tratamiento.

Esta operación se dificulta por encontrarse parte de la materia orgánica en solución y otra en suspensión, en forma que los sólidos pueden ser sedimentables o no sedimentables.

Para depurarla, existen diversos procesos que al aplicarse aislados o en conjunto permiten obtener diferentes grados de purificación de las aguas tratadas.



3

El tratamiento de las aguas residuales, debe en lo posible equilibrarse con la capacidad de depuración natural de las aguas receptoras, de modo que el proceso resulte económico y útil.

La capacidad de tratamiento varía en cada caso en función de la población servida en condiciones de alta ocupación de las instalaciones, lo que ocurre en ciertas épocas del año o de la fase de desarrollo de cada zona.

El principio básico de la depuración consiste en separar los contaminantes disueltos o en suspensión para obtener agua limpia.

*Objetivos del Tratamiento:

1. Reducir las concentraciones de contaminantes presentes en las aguas residuales domésticas provenientes de la urbanización “La Castellana”.

2. Cumplir con las normas y requisitos mínimos definidos por las autoridades sanitarias de nuestro país, Normativa Ecuatoriana de Descarga de Aguas Residuales vigente.

3. Implementar un sistema de tratamiento de agua residual de tecnología apropiada, accesible, de simple control, operación y mantenimiento, de acuerdo con las características geográficas, ambientales y socioeconómicas de la urbanización.

4. Prevenir el origen de enfermedades hídricas.

La planta de tratamiento de las aguas residuales provenientes de la urbanización “La Castellana”, se diseñará para reducir las cantidades suficientes de sólidos orgánicos e inorgánicos que permiten su disposición, sin infringir los objetivos propuestos.

*INFORMACIÓN PRELIMINAR.- Vías de acceso:

La principal vía de acceso al terreno la constituye la Avenida Salvador Bustamante Celi. Para acceder al lugar de la urbanización se aclara que existe el servicio de transporte urbano con dirección al barrio Amable María.



4

Clima:

El clima en ésta zona se caracteriza por ser cálido, propio de la región. La temperatura media es de 18 °C. el período de invierno se registra en los meses de enero a mayo.

Sistema existente:

Dentro del área de la urbanización La Castellana, no existe un tratamiento de las aguas servidas previo a su descarga al cuerpo de agua, por lo que es de gran importancia el diseño, construcción e implementación de una planta que trate las aguas servidas provenientes de la urbanización.

Documentos Técnicos Analizados:

Para la elaboración del presente estudio ha sido necesario contar con los planos correspondientes al sistema de alcantarillado sanitario de la urbanización.

Los documentos técnicos, que se han utilizado como sustento del presente estudio, son los que se detallan a continuación:

- Cálculo Hidráulico de la Red de Alcantarillado Sanitario (Anexo 1). - Planos del proyecto (Sistema de Alcantarillado Sanitario). - Localización de receptor final de aguas servidas (Según planos, pozo Nº 19). - Normas INEN: Código ecuatoriano de la construcción. C.e.c.: Normas para

estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, 1992.

- Normas del Instituto ecuatoriano de Obras Sanitarias (EX – IEOS): Normas para estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, Agosto de 1993.

- Manual General Uralita, 3 Manuales Técnicos. Editorial DOSSAT S.A. (Madrid). Capítulo XIV: Saneamiento, Alcantarillado e Instalaciones Complementarias, Depuración de Aguas Negras. (Pag: 503 – 519).

- Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua Sección:4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o receptor: agua dulce y agua marina.



5

Análisis Poblacional:

- Se establecen las poblaciones actual y futura de la urbanización en estudio, con el propósito de calcular el caudal de aguas residuales a evacuar.

- Para determinar la población futura se utilizará tres métodos, los mismos que se enmarcan en las normas de diseño establecidas por el ex IEOS del año 1993, y las normas actuales de la SSA (Subsecretaría de Saneamiento Ambiental) para el sector urbano.

Determinación de la Población de Diseño

- El cálculo de la población futura está sujeto a diversos factores, cuya determinación e invariabilidad son difíciles de predecir, razón por la cual la población a servirse con el presente proyecto en un inicio del período de diseño.

- El índice de crecimiento es el que indica la proporción de crecimiento de una población adoptado para nuestro cálculo es el dado por la Norma.

- Para el cálculo de la población futura se proyectará el crecimiento poblacional utilizando tres métodos conocidos, luego se escogerá la población futura considerando aspectos económicos, y sociales.

Cálculo de la Población de Diseño

Datos:

Población actual: 480 habitantes. Índice de crecimiento: 1.7 (Ciudad de Loja)

Periodo de Diseño: 25 años. Población flotante: 3%.

Población Actual Total:

( )

Hab. 494P480480(0.03)P

PaPfPaP

AT

AT

AT

=+=

+=



6

1º Método Geométrico:

2º Método de Wappaus:

3º Método Exponencial:

El sistema se diseñara considerando una población futura de 753 habitantes.

Estudios Demográficos:

El terreno disponible para la construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales dentro de la urbanización “La Castellana”, se estima en 0.252 Ha, las aguas provendrán de 78 viviendas unifamiliares y de un edificio de apartamentos.

*Composición de las Aguas Residuales Domésticas:

En las aguas residuales conocidas también como aguas urbanas existen una gran cantidad de compuestos, físicos, químicos y biológicos, sin embargo los sólidos suspendidos, los compuestos orgánicos biodegradables y los organismos patógenos, son los más importantes y para ello las plantas de tratamiento deben ser diseñadas para su remoción.

[ ][ ]

Hab. 753Pf0.0171*494Pf

r1PaPf25

n

=+=

+∗=

Hab. 496Pf0.017(25)2000.017(25)200*494Pf

i(t)200i(t)200PaPf

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

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Hab. 496Pf

e*494Pf

ePaPf

1000.017(25)

100i(t)

=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=



7

Los diversos tipos de aguas residuales reciben nombres descriptivos según su procedencia, siendo una de sus características típicas la presencia de sustancias consumidoras de oxígeno en comparación con el agua, por ejemplo, de un río.

En la siguiente tabla se pueden observar los contaminantes presentes en el agua residual.

Tabla 1.− Contaminantes en el Agua Residual Doméstica

Contaminante Fuente Efectos causados por la descarga

del agua residual en aguas superficiales

Sustancias que consumen oxígeno(MO* biodegradable).

ARD* y ARI* (proteínas, carbohidratos, grasas, aceites).

Agotamiento del oxígeno, condiciones sépticas.

Sólidos suspendidos ARD y ARI; erosión del suelo. Depósito de lodo; desarrollo de condiciones anaeróbicas.

Nutrientes: • Nitrógeno • Fósforo

ARD, ARI y ARA* ARD y ARI; descarga natural.

Crecimiento indeseable de algas y plantas acuáticas.

Microorganismos ARD Comunicación de Materia tóxica • Metales pesados • Compuestos

orgánicos tóxicos

ARI ARA y ARI

Deterioro del ecosistema; envenenamiento de los alimentos en caso de acumulación.

MO refractaria (Difícil de degradar biológicamente)

ARI (fenoles, surfactantes), ARD (surfactantes) y ARA (pesticidas, nutrientes); materia resultante del decaimiento de la MO.

Resisten el tratamiento convencional, pero pueden afectar el ecosistema.

Sólidos inorgánicos disueltos • Cloruros • Sulfuros • Ph

Abastecimiento de agua, uso de agua Abastecimiento agua, uso agua, infiltración ARD y ARI ARI

Incremento del contenido de sal.

Olores: H2S Descomposición de ARD Molestia pública *MO; Materia orgánica *ARD: Aguas residuales domésticas *ARI: Aguas residuales industriales; *ARA: Aguas residuales agrícolas. Fuente: Alaerts, G.. Wastewater Treatment. Tratamiento de Aguas Residuales. Colombia (1995).

Para determinar la concentración de cada contaminante se tomaron muestras del agua residual en el último pozo del sistema de alcantarillado sanitario que en la nomenclatura de los planos de la evaluación del alcantarillado existente se denomina como pozo №19.



8

Se eligió el pozo № 19 por cuanto en este convergen todas las aguas recolectadas por los colectores principales y secundarios, que representa a todas las aguas residuales del sistema existente.

De este pozo se tomaron tres muestras para ser analizadas, esto es con el fin conocer la composición de estas aguas residuales para el posterior diseño de los tratamientos necesarios para su depuración.



9

CARACTERIZACIÓN DEL EFLUENTE

La caracterización de los efluentes, es necesaria para poder diseñar la planta de tratamiento incluirá varias fases. Inicialmente se medirá el caudal y se determinará la concentración de las aguas residuales mediante una serie de ensayos de laboratorio de muestras del agua a tratarse en la planta.

Los ensayos de laboratorio se realizarán en los laboratorios del CETTIA, en la Universidad Técnica Particular de Loja, de acuerdo con la normativa correspondiente (o de acuerdo con el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater de la AWWA).

Para la determinación del caudal de las descargas se efectuarán tres jornadas de medición en el emisario final (Pozo Nº 19). Con estos datos se determinarán los caudales medio y máximo horario representativos de cada descarga.

El diseño de las unidades de tratamiento se basará en el caudal máximo para el período de diseño. La planta de tratamiento y el sistema de alcantarillado debe estudiarse de forma conjunta de tal forma que su funcionamiento garantice la calidad del agua en los cuerpos receptores. Los parámetros de calidad del agua a cumplir serán los fijados por la entidad reguladora de acuerdo a los distintos usos que se le dé al cuerpo de agua, y que están contemplados en el TULAS (Ver Anexo Digital) o aquel que lo sustituya o modifique.

Tabla Nº 2: Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce del Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria (TULAS) se presentan a continuación:

Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce

Parámetros Expresado Como Unidad Límite Máximo Permisible

Aceites y Grasas Sustancias Solubles

en Hexano mg/L 0.3

Alkil Mercurio ‐ mg/L No Detectable Aldehidos ‐ mg/L 2.0 Aluminio Al mg/L 5.0 Arsénico Ar mg/L 0.1 Bario Ba mg/L 2.0 Boro B mg/L 2.0



10

Cadmio Cd mg/L 0.02 Cianuro CN‐ mg/L 0.1 Cloro Activo Cl mg/L 0.5

Cloroformo Extracto Carbón Cloroformo ECC

mg/L 0.1

Cloruros Cl‐ mg/L 1000 Cobre Cu mg/L 1.0 Cobalto Co mg/L 0.5

Coliformes Fecales Nmp/100 ml 8Remoción >al

99%

Color Real Color real Unidades de

Color

*Inapreciable en dilución: 1/20

Compuestos Fenólicos Fenol mg/L 0.2 Cromo Hexavalente Cr+6 mg/L 0.5 Demanda Bioquímica de Oxígeno

DBO5 mg/L 100

Demanda Química de Oxígeno

DQO mg/L 250

Dicloroetileno Dicloroetileno mg/L 1.0 Estaño Sn mg/L 5.0 Fluoruros F‐ mg/L 5.0 Fósforo Total P mg/L 10.0 Hierro Total Fe mg/L 10.0 Hidrocarburos Totales de Petróleo

TPH mg/L 20.0

Manganeso Mn mg/L 2 Material Flotante Visible mg/L Ausencia Mercurio Hg mg/L 0.005 Niquel Ni mg/L 2.0 Nitratos+Nitritos Expresado como N mg/L 10.0 Nitrógeno Total Kjedahl N mg/L 15.0

Organoclorados Concentración de Organoclorados

mg/L 0.05

Organofosforados Concentración de Organofosforados

mg/L 0.1

Plata Ag mg/L 0.1 Plomo Pb mg/L 0.2 Potencial de Hidrógeno pH 5‐9 Selenio Se mg/L 0.1 Sólidos Sedimentables ml/L 1.0 Sólidos Suspendidos mg/L 100 Sólidos Totales mg/L 1600



11

Sulfatos SO4‐‐ mg/L 1000

Sulfitos SO3 mg/L 2.0 Sulfuros S mg/L 0.5 Temperatura ° C ° C <35

Tensoactivos Sustancias Activas al azul de metileno

mg/L 0.5

Tetracloruro de Carbono Tetracloruro de

Carbono mg/L 1.0

Tricloroetileno Tricloroetileno mg/L 1.0 Vanadio V mg/L 5.0 Zinc Zn mg/L 5.0

*La apreciación de color se estima sobre 10 cm de muestra diluida *Aquellos regulados con descargas de coliformes fecales menores o iguales a 3000, quedan exentos de tratamiento

TOMA DE MUESTRAS Y AFORO DE AGUAS RESIDUALES EN LA URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

La toma de Muestra debe asegurar que la muestra obtenida refleje adecuadamente las propiedades que interesan del lugar del que proviene, es decir la muestra final debe ser:

- Tan similar como sea posible a la población global a analizar - Poseer sus características esenciales

En el transcurso del transporte de la muestra desde el lugar de la toma hasta el centro donde se practicaran los análisis puede ocurrir que las características físico-químicas y microbiológicas de la muestra varíen. Esto debe evitarse en lo posible reduciendo al mínimo el tiempo transcurrido entre la toma de muestra y su análisis, empleando algún medio efectivo de preservación que no altere de forma perceptible su calidad.

De lo dicho hasta ahora, se deducen algunas condiciones rutinarias para cumplir una correcta toma de muestras:

- Representatividad del total de la masa de agua investigada. - Mínima variación de las características del agua desde su origen hasta su

efectiva determinación analítica. - Adecuación de la toma de muestras a la situación concreta.



12

- Además, que el examen de un agua incluye determinaciones físicas, químicas, microbiológicas, cada una de las cuales puede requerir unos criterios de toma de muestras y manipulación diferentes.

*Técnicas de Muestreo.-

Las muestras de agua pueden ser simples, compuestas o bien en continuo.

La muestra simple proporciona información sobre la calidad en un punto y momento dado: puede ser importante a la hora de establecer características de agua en un punto de la red de abastecimiento de una población.

La muestra compuesta se compone de varias alícuotas espaciadas temporalmente (Con frecuencias, variables, minutos, horas, días) que se adicionan al mismo recipiente. Este tipo de muestras se aplica, por ejemplo, en el seguimiento de vertidos industriales cuya calidad puede variar mucho a lo largo de una jornada de trabajo.

Las muestras en continuo son imprescindibles en procesos a escala industrial, por ejemplo, la determinación de cloro residual libre en el agua potable a la salida de una potabilizadora. Las muestras integradas en el tiempo se obtienen con bombeo a un flujo continuo de muestra que se adiciona al mismo recipiente.

*Toma de muestras.-

Para nuestro muestreo, se tomaran muestras compuestas durante tres días, los días seleccionados para la toma de muestras son:

- 1 Muestra: Martes 28 de mayo del 2009 (06H00 – 18H00) - 2 Muestra: Jueves 30 de mayo del 2009 (06H00 – 18H00) - 3 Muestra: Sábado 01 de junio del 2009 (06H00 – 18H00)

Estas muestras proveen una mayor representatividad de las características de la descarga.

La ventaja de tomar muestras compuestas incide en la reducción de costo del análisis de muchas muestras simples.



13

Las muestras compuestas, proporcionan un estimado de la calidad media del agua durante el período de muestreo.

*Recipientes.-

Los recipientes utilizados para la toma y almacenamiento temporal de las muestras pueden ser de diferentes capacidades, desde los 110ml utilizados en muestras simples para análisis bacteriológico, hasta los muestreadores de 5L de volumen útil.

Las muestras destinadas para análisis bacteriológico, suelen tomarse en envases de borosilicatado o polipropileno como los envases en que se toman muestras de orina, los mismos que están previamente esterilizados de 110ml.

Para los análisis físicos – químicos, pueden utilizarse envases de plástico enjuagándolos varias veces y manteniéndolos más de 12 horas en una solución clorhídrica. Posteriormente se enjuagara con agua destilada, quedando así esterilizado el recipiente, con una capacidad de 5 litros.

*Identificación de Muestras.-

Para identificar cada una de las muestras, en ellas se indico, el periodo de muestreo, la fecha del muestreo, lugar de procedencia, tipo de muestreo y preservativo usado, a manera de una etiqueta en el recipiente de la muestra.

*Preservantes de Muestras.-

La preservación de la muestra debe realizarse desde el momento en que se toma la muestra. Para muestras compuestas, cada alícuota debe preservarse desde el momento de su recolección, las muestras deben mantenerse a 4° C hasta que se complete el volumen de muestra necesaria para los análisis de laboratorio.

Métodos de Preservación.-

1. Control de pH

2. Adición de reactivos. Dependiendo de la naturaleza de los cambios que se den en la muestra colectada, los reactivos que se pueden agregar son: ácido nítrico. Algunos cationes pueden perderse por absorción o intercambio iónico con las paredes de los recipientes de vidrio. Entre estos se encuentran el aluminio, cadmio,



14

cromo, cobre, hierro, plomo, manganeso, plata y zinc. En este caso, el ácido nítrico debe acidificar la muestra hasta un pH inferior a 2 para minimizar la precipitación y adsorción sobre las paredes del recipiente. Ácido clorhídrico: para llevar hasta un pH inferior a 2. Ácido sulfúrico: para llevar hasta un pH menor de 2. Hidróxido de sodio para llevar a un pH mayor de 12.

3. Al emplear reactivos es importante tener en cuenta que estos no deben interferir los análisis deseados.

4. Uso de envases opacos o de color ámbar

5. Refrigeración

*Transporte de Muestras.-

El traslado de las muestras hasta el laboratorio era de 10 minutos en vehículo, garantizando así que el traslado se realizo en el menor tiempo posible con una mínima alteración de la muestra desde su origen hasta el laboratorio de análisis.

Para garantizar el traslado de las muestras se colocaron las muestras en una nevera de hielo, manteniéndola a 4ºC, para conservar sus propiedades características.

*Programa de Muestreo.-

Un programa de muestreo y análisis debe permitir que con los medios de que se disponga sea viable la caracterización del fenómeno a estudiar de una manera lo más aproximada posible a la realidad. En un programa de muestreo se pueden establecer, en general los siguientes puntos:

Lugar: Urbanización La Castellana. Punto de Interés: último pozo de descarga. Tipo de Muestra: Compuesta. Fecha: 28 – mayo‐2009. Hora: 06H00 – 18H00. Intervalo de tiempo: Cada hora. Volumen: 5 lit. Análisis: Físico – Químico.



15

*Aforo de la descarga.-

Tabla Nº 3: Caudales obtenidos durante los días de muestreo.

MUESTRA HORA 1º M (martes) 2º M (jueves) 3º M (sábado)

Vol (L) Q (l/s) Vol (L) Q (l/s) Vol (L) Q (l/s)1 06H00 0.361 8.50 0.241 6.28 0.223 6.302 07H00 0.346 6.57 0.419 5.80 0.376 6.563 08H00 0.431 6.01 0.383 5.95 0.352 5.914 09H00 0.219 6.38 0.260 5.37 0.240 6.355 10H00 0.229 6.67 0.372 5.21 0.308 6.146 11H00 0.282 6.48 0.254 5.46 0.333 6.177 12H00 0.233 4.90 0.285 6.15 0.305 5.608 13H00 0.222 4.75 0.315 5.46 0.317 5.439 14H00 0.219 6.64 0.226 5.59 0.241 5.7910 15H00 0.244 5.61 0.392 5.96 0.316 5.6911 16H00 0.350 6.43 0.272 5.48 0.225 5.6712 17H00 0.420 5.52 0.366 5.54 0.443 5.8713 18H00 0.350 6.11 0.268 5.65 0.310 5.58



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*Características de las aguas residuales.-

En la tabla que se muestra a continuación, se resumen los resultados obtenidos en los análisis de las muestras tomadas, el documento de laboratorio se anexa al informe.

Tabla Nº 4: Resultados de la Caracterización del Efluente Parámetro Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Máx. Unidad pH <LDD 8.020 6.310 8.020

Sólidos Disueltos 2640.000 273.000 89.200 2640.000 mg/l

Sólidos Totales 7.000 0.100 2.500 7.000 mg/l

Sólidos en Suspensión 3.200 0.910 0.370 3.200 mg/l

DBO 375.00 380.00 378.00 380.00 mg/l

DQO 3280.000 1866.000 1300.000 3280.000 mg/l

Manganeso 0.100 0.200 0.100 0.200 mg/L

Hierro 0.740 0.330 0.270 0.740 mg/L

Sulfatos 4.000 92.000 4.000 92.000

Cloro Libre Residual 0.000 0.000 0.000 0.000

Cianuros 0.023 <LDD <LDD 0.023

Fósforo 0.040 0.000 0.000 0.040 mg/l

Nitrógeno del Nitrato 90.000 4.900 1.200 90.000 mg/l

Nitrógeno del Nitrito 0.000 0.000 0.000 0.000 mg/l

Coliformes Totales <LDD 4400.000 420.000 4400.000 ufc/100 ml

Coliformes Fecales 16.000 165.000 143.000 165.000 ufc/100 ml

E.coli 79000.000 8300.000 8300.000 ufc/100 ml

<LDD : Menor al límite de detección del equipo.

La planta de tratamiento para la urbanización La Castellana, se diseñara para las máximas concentraciones obtenidas en los análisis de laboratorio.



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*Análisis de resultados.-

El entendimiento de la naturaleza de las características físicas, químicas, y biológicas de las aguas residuales es esencial para el proyecto, para garantizar el eficiente funcionamiento de las instalaciones.

*Factores que influyen en el carácter de las aguas residuales.-

Los factores que influyen directamente en el carácter del agua residual para su tratamiento son:

a. Partículas en suspensión, b. Contenido orgánico, c. Contenido de microorganismos y d. Contenido de nutrientes.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO - QUÍMICAS

Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido total de sólidos, término que engloba la materia en suspensión, sedimentable, coloidal y la disuelta. Otras características físicas importantes son: el olor, la temperatura la densidad, el color y la turbiedad.

*Sólidos totales.- La presencia de sólidos en estas aguas se atribuye posiblemente a la gran variedad de materiales inorgánicos y orgánicos que en ellas se encuentran y que quedaron en las muestras después de ser evaporadas, entre ellos se pueden considerar principalmente el polvo, arcillas, y grasa.

*Olor.- Normalmente los olores son debido a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica, el olor más característico del agua residual séptica es el debido a la presencia de sulfuro de hidrógeno que se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos anaerobios.

*Temperatura.- La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del agua de suministro, hecho principalmente debido a la incorporación de agua caliente procedente de las casas y los diferentes usos industriales. La temperatura del agua muestreada fue de 22ºC.



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*Densidad.- Se define la densidad de un agua residual como su masa por unidad de volumen, expresada en Kg/m³, es una característica física importante dado que de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en fangos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento. La densidad y el peso específico, dependen de la temperatura y varían en función de la concentración total de sólidos en el agua residual.

*Color.- El agua residual reciente suele tener un color grisáceo, luego de circular por las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próximas a las anaerobias el color cambia gradualmente de gris a gris oscuro llegando finalmente a adquirir un color negro catalogándose como agua residual séptica, donde el oxígeno disuelto se reduce a cero y el color cambia a negro. Algunas aguas residuales de tipo industrial añaden color al agua residual doméstica.

*La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO5.- Es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua.

Normalmente se emplea la DBO5, que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica. (Acevedo J,…, 2001)

La DBO se debe a materiales como: hierro ferroso, oxido de azufre, sulfuro, etc., que se oxidan por el oxígeno disuelto.

*La Demanda Química de Oxígeno, DQO.-La medida de la DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua, cualquiera que tiene sea su origen orgánico o mineral como: hierro ferroso, nitritos, amoniaco, sulfuros y cloruros. (Seoánez Mariano, 2005)

*Nitritos.- Los nitritos son formados biológicamente por la acción de bacterias nitrificantes, en un estado intermedio en formación de nitratos. La concentración del mismo en agua y vegetales es baja. Sin embargo, la conversión microbiológica de nitrato a nitrito puede ocurrir durante el almacenamiento de vegetales frescos a temperatura ambiente, en la cual puede alcanzar niveles elevados. (Dome E, 2007)



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Los nitritos están presentes en un agua residual debido al consumo de vegetales ricos en nitritos como: acelgas, espinacas, zanahorias, brócoli, coliflor, papa, lechuga y otros; así también estos se originan en los desechos orgánicos, por la oxidación del amoníaco o por la reducción de los nitratos.

*Nitratos.- Es una sal química derivada del nitrógeno que, en concentraciones bajas, se encuentra de forma natural en el agua y en el suelo. (Generalitat de Catalunya, 2008)

En las aguas los nitratos pueden encontrarse por oxidación bacteriana de las materias orgánicas principalmente de las eliminadas por los animales.

*Fósforo.- El fósforo en el agua proviene de diversas fuentes. De algunos procesos de lavados con detergentes tanto, a nivel industrial como a nivel doméstico; de las aguas residuales de los procesos agrícolas.

*Hierro.- El hierro es un producto de extrema dureza y bajo precio al mismo tiempo, se convierte en un producto ideal para ser usado en la industria automotriz y de la construcción. Los seres humanos podemos ingerir hierro a través del consumo de carnes y vegetales, siendo las primeras las de mayor cantidad de hierro. Entre las fuentes naturales de hierro tenemos a las legumbres secas (abas, soya, arvejas), frutas deshidratadas (ciruelas, pasas), verduras (brócoli, espinaca, col, espárragos, etc) huevos, carnes rojas, atún, entre otras.

*Manganeso.- Es un metal que ocurre naturalmente mientras y que se encuentra en muchos tipos de rocas. El manganeso puro es de color plateado, pero no ocurre naturalmente en esta forma. Se combina con otras sustancias tales como oxígeno, azufre o cloro. (ASTDR, 2007). Su presencia se debe a actividades donde se manipulen materiales como cerámica, cemento y gasolina.

Con esta caracterización de las aguas residuales de la urbanización La Castellana, ya se tiene un concepto claro de los parámetros a depurar, por tanto en base a esto se realizara la preselección y selección final del tratamiento a diseñar.



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CRITERIOS DE SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA URBANIZACIÓN LA CASTELLANA

Partiremos de la premisa fundamental de que el nivel de depuración debe ser el adecuado a las exigencias de calidad del cuerpo hídrico receptor y del medio natural. Por otro lado, se debe tomar muy en cuenta el poder de autodepuración del cauce, en nuestro caso el río Zamora y realizar solo la depuración artificial que se precise, buscando así la máxima economía del proceso compatible con el nivel de calidad deseado. Para esto, se ha realizado el siguiente análisis de alternativas marcando criterios de selección que servirán para justificar la solución más idónea a aplicarse en la urbanización, partiendo de los siguientes aspectos:

Superficie Necesaria Simplicidad de construcción

• Movimiento de tierras • Obra civil • Equipos

Mantenimiento y Explotación • Simplicidad de funcionamiento • Necesidad de personal • Duración del control • Frecuencia en el control

Costos de Construcción Costos de Explotación y ,

Mantenimiento Rendimientos

• DQO • DBO

• SS • Nt • Pt • Coliformes

Estabilidad • Efecto de la temperatura • Turbidez del efluente • Variación de caudal y carga

Impacto Ambiental • Molestia de olores • Molestia de ruidos • Molestia de insectos • Integración con el entorno • Riesgos para la salud • Efectos en el suelo

Producción de Fangos.

*PRESELECCIÓN.-

Para la elección entre los posibles sistemas de depuración hemos hecho una primera etapa de preselección, en donde de acuerdo a las circunstancias específicas de la urbanización se han considerado los siguientes aspectos: Población de cálculo (campo poblacional de aplicación), superficie disponible (necesidades de superficie), grado de depuración exigido (legislación sobre vertidos TULAS), limitaciones económicas tanto en construcción como en



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explotación, tipo de agua residual a tratar y, otras características propias de nuestra ciudad que han hecho viables o desechables algunas de las alternativas propuestas.

En las tablas que se exponen a continuación presentamos el campo poblacional de aplicación y a continuación la superficie necesaria por habitante para cada una de las alternativas posibles

Tabla Nº 5 *Campo Poblacional de algunas alternativas de Depuración propuestas:

ALTERNATIVA POBLACIÓN EQUIVALENTE > 50.000 hab. Escorrentía Superficial + Lechos Bacterianos +++ Biodiscos ++ Lagunas Facultativas + Lagunas Anaerobias +

(+) Poco (++) Medio (+++) Mucho

Tabla Nº 6 *Superficie Necesaria para cada alternativa:

ALTERNATIVA SUPERFICIE NECESARIA (m2/hab.) Escorrentía Superficial 5 a 15 Lechos Bacterianos 0.5 a 0.7 Biodiscos 0.5 a 0.8 Lagunas Facultativas 2 a 20 Lagunas Anaerobias 1 a 3

Como hemos podido observar en esta primera selección de alternativas existe una leve inclinación por los lechos bacterianos. Una segunda etapa de selección nos permitirá conocer de forma razonada y justificada las soluciones más válidas a ser tomadas en cuenta para las conclusiones finales. *SELECCIÓN.-

En esta fase elegirá de entre las cinco alternativas preseleccionadas aquella que con los justificativos técnicos y razonamientos lógicos nos conduzca a definir la mejor opción para la urbanización, para ello se realizaran matrices de selección. Los efectos los valoraremos para cada alternativa ya sea con: cifras (m2/hab, $/hab, $/hab/año, lit fango/m3 AR, etc) ó también con apreciaciones adimensionales (como: S: simple, MS: muy simple, C = complejo; P = poco, etc).



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Estas valoraciones se traducirán en cifras numéricas entre 0 y 10, que contemplan las situaciones extremas más desfavorables y favorables respectivamente, para cada uno de los efectos.

Como resumen, se expone para cada solución objeto de estudio una matriz final de selección, donde se dan diferentes pesos parciales a cada uno de los nueve efectos analizados según las características propias de nuestra urbanización, lo que nos ha llevado a un ordenamiento razonado entre las alternativas preseleccionadas, para finalmente de acuerdo a los pesos asignados a cada efecto debidamente razonados y justificados elegir como solución más idónea a aquella que tenga la máxima puntuación. *MATRICES DE SELECCIÓN:

a).Tabla Nº7 SUPERFICIE NECESARIA.

Demanda de área (m²/hab)

Escorrentía Superficial

Lechos bacterianos

Biodiscos Laguna

Facultativa Lagunas

AnaerobiasPeso

5 -15. 0.5 - 0.7 0-5 - 0.8 2 -20. 1 - 3. 10

Calificación 7 10 9 7 7 Total 7 10 9 7 7

10 Nota 7,00 10,00 9,00 7,00 7,00

b). Tabla Nº 8 SIMPLICIDAD DE CONSTRUCCIÓN.


Lechos bacterianos

Biodiscos Laguna

Facultativa Lagunas

AnaerobiasPeso

Movimiento de tierra

MS MS MS C C

Calificación 10 10 10 5 5 10 Obra civil MS S C S S

Calificación 10 8 5 8 8 10 Equipos MS S C MS MS

Calificación 10 8 5 10 10 10 Total 30 26 20 23 23

30 Nota 10 9 7 8 8

ms = muy simple = 10 s = simple = 8 c = complicado = 5



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c). Tabla Nº 9 EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

Facultativa Lagunas

AnaerobiasPeso

Simp. funcionamiento

N S C S S

Calificación 6 8 5 8 8 10 Necesidad. personal

P P M P P

Calificación 10 10 4 10 10 10 Duración del

control P RF M P P

Calificación 10 8 4 10 10 10 Frecuencia

control PF RF F PF PF


40 Nota 9 9 5 10 10

MS = muy simple = 10 S = simple = 8 C = complicado = 5 P = poco = 10 M = mucho = 4 PF = poco frecuente = 10 F = frecuente = 5 RF = razonablemente frecuente =8 N = Normal = 6

d). Tabla Nº 10 COSTOS DE CONSTRUCCIÓN.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

AnaerobiasPeso

> 100000 Calificación 0 8 6 7 7 10

Total 0 8 6 7 7 10

Nota 0 8 6 8 8 Costo = $/hab.



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e). Tabla Nº 11 COSTOS DE EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

AnaerobiasPeso

> 100000 Calificación 0 8 7 4 4 10

Total 0 8 7 4 4 10

Nota 0 8 7 4 4 Costo = $/hab.

f). Tabla Nº 12 RENDIMIENTOS.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

Anaerobias Peso

DQO 68 - 81 70 - 85 50 - 85 20 Calificación 0 7 8 7 2 10

DBO 92 - 96 60 - 95 70 - 97 60 - 95 50 - 85 Calificación 9 7 7 7 6 10

SS 95 52 - 90 75 - 97 49 - 90 60 - 80 Calificación 9 8 8 7 6 10

Nt 45 15 - 70 30 - 80 60 30 Calificación 4 6 6 6 3 5

Pt 30 5 - 30. 8 - 30. oct-35 10 Calificación 3 2 2 2 1 5 Coliformes

fecales 99,5 80 - 90 85 99 - 99.9 99.99 - 99.99


45 Nota 8 8 8 9 6

Rendimiento = %



25

g). Tabla Nº 13 ESTABILIDAD.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

Anaerobias Peso

Efectos temperatura

10 7 5 3 3 10

Turbidez efluente

3 7 5 3 3 10

Variación de caudal - carga

10 8 8 10 10 10

Total 23 22 18 16 16 30

Nota 8 7 7 5 5

h). Tabla Nº 14 IMPACTO AMBIENTAL.


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

Anaerobias Peso

Molestia de olores

PF PA PN PN PF

Calificación 2 8 5 5 2 10 Molestia de

ruidos PI PI PA PI PI

Calificación 10 10 8 10 10 10 Molestia insectos

PN PA PA PN PN

Calificación 5 8 8 5 5 10 Integración entorno

N N M N N

Calificación 7 7 4 7 7 10 Riesgos para

salud A BA BA ME A

Calificación 4 10 10 7 4 10 Efectos en el

suelo PF PI PI PN PN


60 Nota 5 9 8 7 6

B = buena = 10 N = normal = 7 M = mala = 4 PI = problema inexistente = 10 PA = problema atípico = 8 PN = problema normal = 5

PF = problema frecuente = 2 A = alto = 4 ME = medio = 7 BA = bajo = 10



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i). Tabla Nº 15 PRODUCCIÓN DE FANGOS


Lechos bacterianos

BiodiscosLaguna

FacultativaLagunas

Anaerobias Peso

Producción fangos

0 1 - 3. 3 - 4. 1.2 - 1.6 0.4 - 0.7


10 Nota 0 9 8 5 6

1lit/m3 AR

j). Tabla Nº 16 MATRIZ FINAL DE SELECCIÓN.

Efec

tos

Esco

rren

tía

Supe

rfic

ial

Lech

os

bact

eria

nos

Biod

isco

s

Lagu

na

Facu

ltat

iva

Lagu

nas

Ana

erob

ias

Peso

Superficie necesaria 7 10 9 7 7 10

Simplicidad de construcción

10 9 7 8 8 30

Explotación y mantenimiento

9 9 5 10 10 40

Costo de construcción

0 8 6 8 8 10

Costo explotación y mantenimiento.

0 8 7 4 4 10

Rendimiento 8 8 8 9 6 45

Estabilidad. 8 7 6 5 5 30

Impacto ambiental 5 9 8 7 6 60

Fangos. 10 9 8 9 10 10

Total 1710 2037 1655 1850 1700 245

Nota 6.98 8.32 6.76 7.55 6.94



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*COMPARACIÓN ENTRE LAS SOLUCIONES DE DEPURACIÓN.-

De los resultados señalados en la Matriz de Selección Nº 9, hemos establecido las siguientes conclusiones comparativas entre los sistemas de depuración previamente seleccionados, en función de su aplicación en otros países y en otras ciudades del Ecuador:

*Superficie Necesaria:

Del análisis poblacional de la urbanización proyectada a 25 años, esto nos da un año de horizonte del proyecto en el 2034, de acuerdo a las exigencias de la UMAPAL y, luego de los cálculos pertinentes encontramos que tenemos una población de: 753 habitantes.

Para la población indicada y, de acuerdo a los análisis de las matrices de selección de la planta de tratamiento de aguas residuales podemos concluir que el tratamiento indicado para la urbanización es el de Lechos Bacterianos, los mismos que de acuerdo a los autores Metcalf y Eddy de investigaciones experimentales se concluye que son los que ocupan menor área de terreno, en tal virtud para la población antes señalada del año 2039 y un rango de 0,5 a 0,7 m2/habitante (lecho bacteriano), si tomamos el valor medio necesitaríamos el área siguiente para implantar en la urbanización el tratamiento biológico de 451.8 m2 igual a 0.045 Ha.

*Simplicidad de construcción:

El movimiento de tierras que se realiza en la fase constructiva de un sistema de tratamiento de aguas residuales, resulta habitualmente simple en su ejecución en la mayoría de los casos, salvo circunstancias especiales debidas a la naturaleza del terreno, el peso que se ha dado a los sistemas de lagunaje hacen referencia a la magnitud del movimiento de tierras en función del área que ocupan.

*Explotación y Mantenimiento:

El lagunaje es el sistema que ofrece mayor flexibilidad y simplicidad de funcionamiento, y los sistemas más complejos de instalación y funcionamiento vienen a ser los de aireación prolongada y tratamientos físicos y químicos; no tomados en cuenta en esta preselección por estas condicionantes.

*Costos de Construcción:

Según lo que nos demuestra el análisis de la matriz correspondiente podemos señalar que el costo por habitante en lagunaje y Lechos Bacterianos está en iguales condiciones, lo que no sucede con los Biodiscos que tienen un costo mayor por habitante. El costo medio por habitante es de $10 dólares americanos



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*Costos de Explotación y Mantenimiento:

Según Ramón Collado Lara (colección SEINOR Nº 12) expone que los procesos más costosos de explotación son los de aplicación Subsuperficial y los de menor costo las lagunas, sin embargo en cuanto al lagunaje se le asignó un menor peso, dado que consideramos que físicamente no va con lo que se busca diseñar en nuestra urbanización. Se estima un costo de 6.4 $/hab.año

*Rendimientos:

De manera general podemos decir que en los Sistemas de Aplicación al Terreno, se alcanzan niveles más altos de rendimientos en la depuración de aguas residuales en tanto que los niveles más bajos están dados por los tratamientos mediante sistemas de lagunaje.

Para la urbanización, siendo los lechos bacterianos los que han alcanzado el mayor peso en las matrices de selección y de la bibliografía y experiencia en otras ciudades y países encontramos que el rendimiento de depuración de las aguas residuales es del 80 %.

*Estabilidad: De manera general los más estables son los procesos de aplicación al terreno mientras que los más inestables son los tratamientos primarios y los sistemas de lagunaje.

La estabilidad respecto de la temperatura se analiza en función de su incidencia sobre el grado de depuración, siendo el lagunaje el proceso más sensible a sus efectos en el rendimiento, debido a las características propias del sistema.

Los sistemas que mejor calidad del efluente mantienen en forma permanente, son los procesos de aplicación al terreno. Los de peor calidad son los tratamientos mediante lagunaje y fisicoquímicos.

Los más estables frente a las variaciones de caudal y carga son una vez más los sistemas de aplicación al terreno, también resulta muy estables los procesos de lagunaje.

La estabilidad con respecto a los procesos de lechos bacterianos mantienen una estabilidad de degradabilidad todo el tiempo ya que los cambios de temperatura extremos (temperaturas superiores a la temperatura de congelamiento del agua y menores a 40° C), así como la carga bacteriana no alteran el proceso biológico manteniendo el mismo rendimiento del 80%.



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*Impacto Ambiental:

Los sistemas que presentan mejor integración ambiental son los procesos de Lechos Bacterianos y Biodiscos. Los sistemas que tienen mayor dificultad para integrarse al medio natural son los de Lagunaje en especial los anaerobios.

*Producción de Fangos:

La producción y tratamiento de los lodos en un proceso de depuración de aguas residuales, muchas veces absorbe una gran parte de los costos de explotación, por lo que deben considerarse prioritarios aquellos sistemas donde la producción de fangos sea menor. Los sistemas de aplicación al terreno tienen una producción de fangos nula o casi nula. Los sistemas en donde se producen la mayor cantidad de fangos son los de aireación prolongada y sobre todo el tratamiento físico-químico (6 a 25 lit./m3 AR). En los procesos de Lechos Bacterianos y Biodiscos, la producción es inferior a la que se obtiene en los procesos convencionales y algo mayor que en los tratamientos previos y lagunaje.

CONCLUSIONES.-

Como resumen del estudio comparativo entre las diferentes soluciones de depuración de aguas residuales, se concluye que: 1. Los posibles sistemas de tratamiento están dados por:

a. Tratamientos primarios b. Aplicación Subsuperficial c. Aplicación Superficial d. Lagunaje e. Procesos Biopelícula y f. Tratamientos convencionales

2. Los tratamientos primarios (fosa séptica, tanque Imhoff y decantación primaria),

no resuelven más que de un modo parcial la depuración de las aguas residuales y, por tanto deben formar parte de un sistema de depuración más completo.

3. En núcleos poblacionales pequeños (< a 10.000 hab) y, si se dispone de terreno suficiente y adecuado, las soluciones de aplicación Subsuperficial pueden resultar más económicas y viables, obteniéndose unos efluentes de alta calidad.



30

4. En poblaciones superiores, los costos y necesidades de terreno hacen no válido el uso de sistemas de aplicación Subsuperficial.

5. Como hemos visto y se desprende de cada una de las matrices que se han desarrollado para cada uno de los sistemas de tratamiento de las aguas residuales preseleccionados, llegamos a la conclusión final que el sistema a aplicarse en la urbanización, por todas las condicionantes es el de tratamiento mediante LECHOS BACTERIANOS, cuyos componentes básicos serían:

a. Canal de llegada b. Canal de cribado c. Rejas de Desbaste d. Desarenadores e. Decantación Primaria f. Reactores Biológicos (Lechos Bacterianos) y g. Decantación Secundaria. h. Descarga del efluente.

Cabe señalar nuevamente que estas alternativas se las determinó mediante un estudio comparativo tomando en cuenta varios aspectos como son: número de habitantes, superficie, simplicidad de construcción, explotación y mantenimiento, costos, estabilidad, etc.



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CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

Caudales de Diseño:

En el diseño de la planta de tratamiento de las aguas residuales de la urbanización “La Castellana”, el caudal del proyecto está conformado por los siguientes componentes:

- Caudal de aguas residuales domésticas. - Caudal de aguas residuales industriales. - Caudal de aguas de infiltración. - Caudal de aguas ilícitas.

*Caudal de aguas residuales domésticas:

De acuerdo a las normas vigentes, el caudal de las aguas residuales domésticas está constituido por un porcentaje que varía entre 70% y 80% de la dotación de agua potable.

QAASS = 4.0 x Pf x Df x 0.80 / 86400 QAASS = 4.0 x 753hab x 170lt/hab/día x 0.80 / 86400 QAASS = 6.97 lt/seg.

*Caudal de Aguas Industriales:

Dentro de la urbanización no existe la presencia de ninguna industria en la zona, por tal razón no se ha considerado este valor.

QIND = 0.00 lt/seg.

*Caudal de Aguas de Infiltración:

Las aguas de infiltración son aquellas que, debido a la presencia de aguas subterráneas y a imperfecciones en las juntas de tuberías y colectores, penetran por ellos aportando al caudal normal de circulación. El caudal de infiltración que se indica a continuación fue tomado del diseño del sistema de alcantarillado sanitario (Ver Anexo 1).

QINF = 0.484 lt/seg.



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*Caudal de Aguas Ilícitas:

Este caudal se debe generalmente a conexiones domiciliarias que llevan aguas lluvias, interconectadas al sistema sanitario, consideramos adecuado estimar una cantidad mínima de 80 lt/hab/día, con el objeto de tomar en cuenta posibles conexiones pluviales que se realicen sin el debido conocimiento de las autoridades respectivas.

Por consiguiente:

QILI = 80 lt/hab/día x 753 hab QILI = 0.70 lt/seg

*Caudal Medio:

El caudal de medio es la suma de los caudales propuestos.

QMEDIO = QAASS + QIND + QINF + QILI)

QMEDIO = 6.96 + 0.00+ 0.484 + 0.70 QMEDIO = 8.15 lt/seg

*Coeficiente Punta:

“Teóricamente, los factores punta (la relación entre caudal punta y caudal medio) podrían derivarse o ser estimados para cada uno de los grandes usuarios o para categoría de caudal recogida en la red. Con este procedimiento, los caudales medios individuales se multiplicarían por estos factores y los caudales punta resultantes se combinarían para obtener los caudales máximos previsibles. Desgraciadamente, este grado de refinamiento es raramente posible por consiguiente, los factores punta utilizados deben estimarse mediante la utilización de métodos más generales”.



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Grafico 1.- CURVA TIPICA PARA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE PUNTA A PARTIR DEL CAUDAL MEDIO DE AGUAS RESIDUALES.

0.1

0.2 1.00.5 2.0 5.0 10 20 50 100

1.5

2.0

3.0

4.0 4.0

3.0

2.0

1.5

Caudal medio de agua residual, lit/s

Fact

or p

unta

*Por lo tanto, el coeficiente punta obtenido de la Gráfica Nº 1, es de 2.5.

*Caudal de Diseño:

El caudal de diseño esta dado por el producto entre el caudal medio y el coeficiente punta, por lo tanto el caudal de diseño esta dado por:

QDISEÑO = 2.5 (QAASS) + QIND + QINF + QILI)

QDISEÑO = 2.5 (6.96) + 0.00+ 0.484 + 0.70 QDISEÑO = 18.61 lt/seg

*Carga Unitaria (Cq): Es el valor de la concentración máxima que va a tener la planta de tratamiento sea cual fuere el sistema adoptado. En muchos casos se recomienda cargas de DBO en base a la contribución percápita de 54 gr/hab.día, que es un valor promedio para nuestro país.

Otros valores recomendados son de 200 a 250 mg/lt de concentración del efluente que serán utilizados de acuerdo a la cantidad de materia orgánica presente en las aguas.



34

La carga orgánica unitaria para el presente proyecto es de 380 mg/lt, valor máximo de DBO determinado en los análisis microbiológicos (Ver Anexo 2).

gr/hab.día 811.141000

86400.s9.39mg/hab Unitaria Carga

mg/hab.s 9.39753

380(20.38)

Pf

)(QDBO Unitaria Carga DISEÑO5

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

===

Según normas del ex IEOS recomienda tomar el valor mínimo de 50gr/hab.día; por lo tanto el valor adoptado para nuestro diseño es de 811.14 gr/hab.día.

CARGA ORGÁNICA

La carga orgánica total se obtiene multiplicando la carga unitaria por el número de habitantes, y viene expresada en Kg/día. Nosotros la denominamos:

Kg/día. 6111000

(753) 811.14

1000

Cq(Pf)Cot ===

ÁREA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

El sistema de tratamiento adoptado para la urbanización, no requiere de grandes extensiones de terreno.

El área de la planta de tratamiento dentro de la cual se incluyen todas sus unidades comprende una extensión aproximada de 0.25 ha.

DIMENSIONES DE LA PLANTA

Las dimensiones de la planta de tratamiento, están diseñadas por unidades. El área requerida para toda la planta la desglosamos para cada una de sus unidades:



35

UNIDADES DE PRETRATAMIENTO.

a. CAJÓN DE ENTRADA: Es indispensable construir a la entrada de la EDAR un cajón que además puede servirnos para inspecciones.

Debido al diámetro de llegada del emisario hacia la planta, se cree conveniente colocar un pozo o cajón de 0.50 m de ancho por 0.50 m de largo, que tendrá una pantalla para romper la presión de llegada y uniformizar velocidades.

El fondo de este pozo está 15 cm más bajo que el nivel de llegada del emisario (10– 15 cm según recomendación del ex – IEOS).

*Tiempo de caída:

s. 0.1759.81

2(0.15)

g

2yt ===

*Distancia a la que debe ir la pantalla:

V = 1.34m/s [velocidad del cálculo hidráulico de la red (Ver anexo 1)]

0.25m0.23m)1.34(0.175V.tX ≈===

∗ Distancia de la pantalla rompe presión adaptada de 0.25m. ∗ Altura de la pantalla de 0.40m.

Transición al Canal de Entrada:

∗ Ancho del canal de llegada adoptado de 0.30m. (Según Manual de depuración Uralita: 0.30m<b<0.70m)

∗ Angulo de transición adoptado de 12.5º, ya que con este ángulo se obtienen perdidas mínimas en la transición. (Manual de depuración Uralita)

m5051223050

5122.

).(tan

..

).(tan

bcanal-bcajónn Transicióde Longitud =

−==



36

b. CANAL DE ENTRADA

Para el dimensionamiento del canal de entrada al pretratamiento se elige transportar el agua mediante un canal rectangular.

La pendiente del canal de entrada adoptada es del 1.3% (S ≥ 0.5% (5%o) Manual de Depuración URALITA)

Según la normativa del EX - IEOS, recomienda las siguientes velocidades:

- V > 0.6 m/s. (A Caudal Medio Qmed.) - V < 2.5 m/s. (A Caudal Máximo Qmáx.)

El canal será de hormigón ciclópeo por lo que n de Manning es de 0.013

Las fórmulas usadas son: *Verificación de Velocidad para Caudal Máximo:

0.0526(0.013)0.30

013)0.01861(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===

Canal rectangular, entonces:

0.06m0.056md

(0.30)0526)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

≈==

=

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.7 – 2.0 m/s). Según Sviatoslav Krochin.

sm1/22/3 1.04

100

1.3

2(0.06)0.3

)(0.3)(0.06

0.013

1S*R*

n

1V

21

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==32



37

*La velocidad se encuentra dentro de los límites.

*Verificación de Velocidad para Caudal Medio:

0.023(0.013)0.30

013)0.00815(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===


0.03m0.0304md

(0.30)023)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

≈==

=


sm1/22/3 .0

100

1.3

2(0.03)0.3

)(0.3)(0.03

0.013

1S*R*

n

1V

21

7532

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==

*La velocidad se encuentra dentro de los límites.

*Verificación de Velocidad para Caudal Mínimo:

0.0197(0.013)0.30

013)0.00697(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===


0.03m0.027md

(0.30)0197)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

≈==

=



38


sm1/22/3 .0

100

1.3

2(0.027)0.3

7)(0.3)(0.02

0.013

1S*R*

n

1V

21

70732

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==

*La velocidad se encuentra dentro de los límites. Se recomienda tomar una altura de seguridad ≥ 0.40 m, pero, dadas las características hidráulicas de diseño se adopta:

0.55mh

0.10.050.4h

BLhdh

T

T

T

=

++=

++=

*Resumen de Cálculos:

- Ancho del canal= 0.30m - Tirante del canal= 6 cm - Altura del canal= 0.55 m - Longitud del canal= 1m

c. DISEÑO CRIBAS Y REJILLAS DE DESBASTE El desbaste se realiza por medio de rejillas (rejas, mallas o cribas), y tiene como objeto retener y separar los cuerpos voluminosos flotantes y en suspensión, que arrastra consigo el agua residual, la instalación de estas rejillas es indispensable en cualquier depuradora.

Se consigue así:

1. Eludir posteriores depósitos. 2. Evitar obstrucciones en canales, tuberías y conducciones en general. 3. Interceptar las materias que por sus excesivas dimensiones podrían

dificultar el funcionamiento de las unidades posteriores. 4. Aumentar la eficiencia de los tratamientos posteriores.

TECNI

La eleen el arregl

1. 2. 3. 4.

Aunqmediaseparllamademplearrast

1.

2.

-CONSTRUCC

ección del tdiseño de

lo a distinto

HorizontaleFinas, mediFijas o móvDe limpieza

ue no existas o gruesación libre das rejillas eadas en latradas que n

*El destin

. Incorporinstalacio

. Enterramprofundien 5 año

CIONES S.A.

Dise

tipo de rejae toda estaos criterios

es, verticaleianas y grueviles. a automátic

te un criterias, se puede aberturde separa

a actualidadno pueden

no de los re

ración al ones peque

miento; soloidad, con c

os.

. U

eño de Plan

as a colocaración depuen:

es, inclinadaesas.

ca, semiauto

o único paden considras es inferación medid, puesto qeliminarse

esiduos ret

sistema peñas.

o en pequcapas de re

URBANIZ

nta de Tra

r es una deradora. La

as y curvas.

omática o m

ra la delimderar comoior a 1.5 cmia, oscila e

que retienenpor sedime

tenidos en

público de

ueñas instaesiduos de

ZACIÓN “

atamiento

e las principas rejillas p

manual.

itación de o rejillas finm. La distanentre 1.5 y n la mayorentación.

las rejillas

recogida

alaciones, 20 cm de

“LA CAST

o de Aguas

pales decisiopueden cla

los tipos denas aquellancia entre b

5.0 cm. parte de l

puede ser

de basu

en zanjas espesor. M

TELLANA

s Residual

ones a tomsificarse, co

e rejillas finas en que barras, en lSon las mas sustanci

r:

ura; solo e

de 1 m dMineralizació

A”

les

39

mar on

nas la

las más

ias

en

de ón



40

*El ancho del canal en la zona de rejillas se calcula con la fórmula siguiente:

sa)(s1s

cb ++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

Donde: a: Ancho de los barrotes de la rejilla (mm). b: Ancho del canal en la zona de rejilla (mm). c: Ancho del canal de entrada (mm). s: Separación útil entre barrotes (mm).

La finalidad es evitar un aumento de la velocidad de paso como consecuencia de la colocación de la rejilla, debido a la reducción de la sección de paso.

De acuerdo con el método de limpieza las rejillas pueden ser mecánicas y manuales. Las de limpieza manual se usan con bastante frecuencia en plantas de tratamiento pequeñas; los sólidos removidos por las rejillas se colocan sobre una bandeja perforada para su deshidratación. (Ver figura 1).

Figura 1: Rejas de desbaste de limpieza manual. (www.itp-depuracion.com)

CANAL DE CRIBADO

REJILLA

Regla limnimétrica

CORTE

Rejilla

Rejilla

Rastrillo delimpieza

de residuosCaja recogedora

ELEVACIÓN

PLANTA

(a) (b)

(a)CANALETA PARSHAL CANAL RECTANGULAR(b)



41

Con la finalidad de que las sustancias impermeables no lleguen a provocar alteraciones en el funcionamiento de las unidades de tratamiento, especialmente a la entrada y salida de los depósitos de decantación, se han diseñado cribas con rejillas de 15mm. y espaciamiento de 25mm. De tal manera que en esta unidad se trate de evitar en lo posible la entrada de papeles, ramas pequeñas, etc.

Con el fin de proteger las operaciones posteriores de pretratamiento, se propone la operación de cribado para la cual se utilizará una rejilla de limpieza manual, con una inclinación de 45º.

Considerando que el tipo de basura acarreada por el afluente es de tamaño medio, se seleccionó una separación entre barras de 25 mm (2.5 cm), y un espesor de las barras (circulares) de 10 mm.

El parámetro fundamental en la comprobación de rejillas es la velocidad de paso del agua entre los barrotes, la cual debe mantenerse entre 0.40 m/s y 0.75 m/s (basado en el caudal medio).

*Diseño:

S = 2.5cm A = 1.0cm

El ancho en la zona de rejillas vendrá dado por:

( ) ( ) 0m0.0.0250.010.02510.025

0.30sas1

s

cb 4=++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

El número de barras vendrá dado por:

110.0250.01

0.0250.40

sa

sbn =

+−

=+−

=

Según la normativa del EX – IEOS, en la rejilla la velocidad a caudal medio debe estar entre 0.4m/s y 0.75m/s.



42

Las fórmulas usadas son:

0.0107(0.013)0.40

013)0.00815(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===


0.023md

(0.40)0107)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

==

=

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.4 – 0.75 m/s).

sm1/22/3 0.55

100

1.3

2(0.023)0.4

3)(0.4)(0.02

0.013

1S*R*

n

1V

21

32

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==

*Para Caudal Mínimo: (Para evitar velocidades que faciliten la sedimentación)

0.0091(0.013)0.40

013)0.00697(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===


0.02md

(0.40)0091)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

==

=

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.4 – 0.75 m/s).

sm1/22/3 0.52

100

1.3

2(0.02)0.4

)(0.4)(0.02

0.013

1S*R*

n

1V

21

32

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==

*Para Caudal Máximo:

0.0244(0.013)0.40

013)0.01861(0.

S*b

n*QK

1/28/31/28/3===



43


0.03md

(0.40)0244)1.66240(0.d

K*1.66240b

d

0.74232

0.74232

==

=

sm1/22/3 0.79

100

1.3

2(0.03)0.4

)(0.4)(0.03

0.013

1S*R*

n

1V

21

32

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

==

Tabla Nº 17: Pérdidas de Energía en la Rejilla (Según Kirshmer):

β Tipo de Barra

2.42 Rectangular con cara recta

1.67 Rectangular con cara recta y semicircular

1.79 Circulas

* Pérdida de energía:

0.0323m2(9.81)

0.79

2g

vhv

22

===

( ) 0.012m(sen(45))0.03230.025

0.011.79hv.sen

s

aH

34

34

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= θβ

*Pérdidas en la rejilla (Según EX – IEOS: Hmín=0.15m), por lo que adopto H=0.20m.

*Área de la Rejilla:

20.0102m0.79

0.01861

V

QA ===

*Tirante de agua en la rejilla:

0.026m0.40

0.0102

b

Ay ===



44

*Altura de la rejilla:

0.30m adopto que lopor baja, muy Altura

0.13m0.100.026BLyHrej =+=+=

*Longitud de la Rejilla:

50m.00.42msen(45)

0.30

sen

HL ≈===

θ

*Volumen de agua diaria: 31607.9m400)0.01861(86QtVol ===

Tabla Nº 18: tomada de la normativa de EX - IEOS (Tabla X.4)

Material cribado retenido según aberturas de cribas

Abertura (mm) Cantidad (α) (l/m3) 20 0.038 25 0.023 30 0.023 40 0.009

*Volumen del material retenido:

( ) ( ) 33

mLit

MT 0.037m36.98Litm 1607.90.023Vol αV 3 ====


- b = 400 mm. - n = 11 unidades. - ∅= 10 mm. - s = 25 mm. - L = 1.00 m.

θ



45

d. DISEÑO DEL DESARENADOR:

Consiste en la separación de gravas, arenas, partículas minerales y cualquier otro material pesado de tamaño superior a los 0.15 mm. Existen dos tipos básicos de desarenadores, según su sedimentación sea por gravedad o con aireación: los de flujo horizontal y los aireados. Los más frecuentes en pequeños núcleos son los de flujo horizontal, y consisten en un canal por el que circula el agua a velocidad comprendida entre 20 y 40 cm/s. A esta velocidad se produce la sedimentación de las arenas, que se recogen en el fondo del canal, bien de forma manual o mecánica, según el tamaño de la población servida. Los elementos pesados en suspensión perjudican el tratamiento posterior, generando sobrecargas en fangos, depósitos en las conducciones hidráulicas, tuberías y canales, abrasión en rodetes de bombas y equipos, disminuyendo la capacidad hidráulica.

La retirada de estos sólidos se realiza en depósitos donde se remansa el agua, reduciendo su velocidad y aumentando la sección de paso. Las partículas en suspensión, debido al mayor peso, se depositan en el fondo del depósito denominado Desarenador.

La cantidad de arena recogida en los desarenadores varía de forma muy importante en función del sistema de alcantarillado (unitario o separado), tipo de sumideros, grado de pavimentación de la zona, características de los terrenos y de la urbanización.

En la figura 2: Desarenador de Flujo Horizontal



46

Se ubican después de las unidades que remueven sólidos gruesos (tamizado) y antes de tanques de sedimentación primaria. Generalmente, las instalaciones de unidades de tamizado fino antes del desarenador facilitan la operación y mantenimiento de las instalaciones destinadas a la remoción de arena.

*Diseño:

En toda planta de tratamiento es indispensable proteger las unidades aguas abajo contra la acumulación de arena. Además, según la normativa del ex - IEOS esta unidad es obligatoria para plantas que tienen sedimentadores y digestores.

Se eligió un desarenador de flujo horizontal, para el cual se debe controlar y mantener la velocidad de flujo alrededor de 0.3 m/s (+/- 20%) según recomendaciones del ex - IEOS.

*La velocidad adoptada para el presente diseño es: V = 0.24 m/s.

*El diámetro de las partículas a sedimentar es de 0.15mm.

*Área del Desarenador:

20.0775m0.24

0.01861

V

QA ===

*El desarenador a diseñar es de forma rectangular, el ancho adoptado es de 0.40m.

*Tirante de Agua:

0.194m0.40

0.0775

b

Aha ===

* Longitud de transición al desarenador:

∗ Angulo de transición adoptado de 12.5º, ya que con este ángulo se obtienen perdidas mínimas en la transición. (Manual de depuración Uralita)

0.0m2(tan12.5)

0.400.40

2(tan12.5)

bbL cribado de canalrdesarenado =

−=

−=

*Dado que el ancho del canal de cribado es igual al ancho adoptado para el desarenador, no existe una longitud de transición entre estos.



47

*Según el Manual de Depuración Uralita:

5h

b1 <<

OK2.000.20

0.40

h

b⇒==

*Según el Ex – IEOS: Se debe considerar una altura de sedimentación de 0.20m. *Altura Total del Desarenador:

0.40m0.200.194hshaHT =+=+=

Se considera un tiempo de retención =90s y se realizará una limpieza cada 15días.

*Volumen que pasa por el Desarenador a los 15 días.

( ) 324119m151000

8640018.61Q.TVol =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛==

* La cantidad de arena recogida por el desarenador, según el Texto de la Dra. Petia Mijaylova Nacheva varía de 7,5 a 90 lts por cada 1000 m³ de AR.

*Se adopto que el desarenador recoge 45 lts por cada 1000 m³ de AR.

*Volumen de Arena Recogida por el Desarenador:

( ) ( ) 31.09m1000000

4524119

1000000

rec Cant.Volarena Vol ===

*Según Ex – IEOS: Se debe considerar una tasa de aplicación del desarenador entre 25m/h y 50m/h.

*Se adopto una tasa de aplicación (Ts) de: 30m/h.

*Área superficial del Desarenador:

( ) 22.23m301000

360018.61Q(Ts)A =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛==

*Longitud del Desarenador:

6.81m0.40(0.40)

1.09

Ht(b)

VsrLd ===



48

*Según la normativa del Ex – IEOS: Se debe incrementar la longitud del desarenador entre el 30% y 50%.

*El incremento adoptado (∇) es del 40%. *Longitud última del desarenador:

( ) 9.5m100

4016.811LLu =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=∇−=

*Según la normativa del Ex IEOS, la relación entre el largo y la altura de un desarenador debe ser mínimo de 25.

Cumple No 2523.75

250.40

9.5

25Ht

L

⇒≥

≥

≥

10m 25(0.4) 25HtL ===

*Por lo tanto la longitud del desarenador será de 10m. *Chequeo de la Eficiencia Hidráulica del Desarenador: *Volumen útil del desarenador:

31.6m.40)10(0.40)(0L(Ht)(b)Vútil === *Periodo de retención:

85.96s0.01861

1.6

Q

VútilTr ===

*El periodo de retención debe ser menor o igual al periodo de retención adoptado para el diseño.

enteEficientem r TrabajaDesarenado 9086

TrTr adoptado

⇒≤

≤



49


- b = 400 mm. - BL=100 mm. - HT=500 mm. - L = 10.00 m.

Compuertas de Entrada y Salida del Desarenador: Para poder realizar la l impieza de sedimentos, se construirán dos canales desarenadores de iguales dimensiones, asumiendo que una de las unidades está fuera de operación, y se colocarán compuertas a la entrada y a la salida para evitar la corriente de retorno; las características geométricas de las compuertas son: © Ancho de la compuerta = 0.40 m + 2 * 0.05 m = 0.50 m. © Altura de la compuerta = 0.50 m + 0.05 = 0.55 m.

UNIDADES DE TRATAMIENTO PRIMARIO.

Uno de los pasos más importantes en los procesos convencionales de depuración de aguas residuales es la eliminación de sólidos en suspensión y partículas coloidales que se mantienen de forma estable en el agua. Esto se consigue en los tratamientos primarios. Si este proceso lo potenciamos con reactivos hablamos de tratamiento físico-químico.

e. DISEÑO DEL DECANTADOR PRIMARIO El Objetivo de la decantación Primaria es la reducción de las partículas disueltas o en suspensión en las aguas residuales que no han podido retenerse por razón de su finura o densidad en el pretratamiento, bajo la exclusiva acción de la gravedad. Por tanto solo se puede pretender la eliminación de los sólidos sedimentables y las materias flotantes.

TECNI

En laproduotra, asu vel

Tipos

Existefísica

Los pprima

- Vela sup

-CONSTRUCC

a decantacucen la flocambas se uocidad de

s de Decant

en múltiplesdestacan: - Decanta- Decanta

parámetros ario son:

locidad Asperficie del t

V

DecanD

D.

*Velocidad

Sup

CIONES S.A.

Dise

ción primaculación duunen formansedimentac

tadores.

s de decan

dor circulardor Rectan

principales

scensional:tanque de s

VELOCIDADE

ntación PrimaD. Circular Rectángular

d Adoptada

D de perficie

. U

eño de Plan

aria, las parante la sendo una nución.

ntadores re

r gular o de

s a tener e

Se define sedimentac

ES ASCENCIO

aria V.

a: 1.3 m/h

nDecantació

URBANIZ

nta de Tra

artículas tidimentació

ueva partícu

eales, pero

planta cuad

en cuenta

como el cación. Tabla

ONALES A CA

Mínimo 1

0.8

adop

medio

8

V

Q==

ZACIÓN “

atamiento

ienen ciertón. Así, al cula de mayo

refiriéndon

drada.

para el dis

audal de ag19:

AUDAL MED

V. Típico 1.5 1.3

1.3

1000

36008.15 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

“LA CAST

o de Aguas

tas caractehocar una or tamaño,

nos solo a

seño de un

gua a tratar

DIO (m/h)

V. Máxim2 1.5

222.56m=

TELLANA

s Residual

erísticas qpartícula coaumentand

su tipolog

n decantad

r dividido p

mo

A”

les

50

ue on do

gía

dor

por

0



51

Tabla 20: VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MÁXIMO (m/h)

Decantación Primaria V. Mínimo V. Típico V. Máximo D. Circular 2 2.5 3

D. Rectángular 1.8 2.2 2.6

*Velocidad Adoptada: 2.2 m/h

2

adop

máx m.32.2

1000

360018.61

V

QnDecantació de Superficie 450=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

==

- Tiempo de retención: Se define como el volumen del tanque de decantación dividido por el caudal. Tabla 21.

TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)

Decantación Primaria V. Mínimo V. Típico V. Máximo Q. Medio 1.5 2 3

Q. Máximo 1 1.5 2

*Volumen de Decantación para Caudal Medio:

( ) 3Medio 58.68m2

1000

36008.15TrQVol =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛==

*Volumen de Decantación para Caudal Máximo:

( ) 3Máx m.12

1000

360018.61TrQVol 500=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛==

Para determinar las dimensiones de estos decantadores, se debe realizar algunos tanteos, de manera que al imponernos valores de L y H, las relaciones adimensionales de L/ h y L/b presenten valores dentro de los rangos permitidos, los cuales se presentan en la siguiente tabla 22.

RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES Decantación

Primaria Valor mínimo. Valor típico Valor máximo

L 5 -- 90 L / h 5 15 40 L / b 1.5 4.5 7.5

H 1.5 3 3



52

*Valores adoptados:

L=10m h=1.5m b=1.5m

*Verificación de las Relaciones Adimensionales:

Tabla 23:

CARGA DE SALIDA DEL VERTEDERO(m3/h/m ) Decantación Primaria V. Mínimo V. Típico V. Máximo

D. Circular 5 10 26 D. Rectángular 5 9.5 18

*Carga Adoptada: 9.5 m3/h/m *Longitud del Vertedero:

7.05m9.5

1000

360018.61

Cadop

QmáxLv =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

==

*Para el dimensionamiento de las pocetas de fangos, el volumen (m3) necesario vendrá dado por el cociente entre el caudal medio de fangos producidos (m3/h) y el tiempo de retención en pocetas (h). Los valores usuales del tiempo de retención en pocetas pueden tomarse de la tabla 24:

CONCENTRACIÓN DE FANGOS

Decantación Primaria V. Mínimo V. Típico V. Máximo SUCCIÓN 1 1.5 2 POCETAS 3 5 6

*Valor Adoptado: C1=6

Cumple Sí 406.675

401.5

105

40h

L5

⇒≤≤

≤≤

≤≤

Cumple Sí 7.56.671.5

7.51.5

10.1

.7b

L1.5

⇒≤≤

≤≤

≤≤

5

5



53

Tabla 25: EX - IEOS: Tabla X.3: Procesos de Tratamiento y Grados de Remoción.

Proceso de Tratamiento Remoción, % Rem., ciclos log10 DBO SS Bacteria Helminto

Sedimentación Primaria 25 - 40 40 - 70 0 - 1 0 - 1 Lodos Activados 55 - 95 55 - 95 0 - 2 0 - 1

Filtros Percoladores 20 - 95 50 - 92 0 - 2 0 - 1 Lagunas Aireadas 80 - 90 © 1 - 2 0 - 1

Zanjas de Oxidación 90 - 98 80 - 95 1 - 2 0 - 1 Lagunas de Estabilización 70 - 85 © 1 - 6 1 - 4

*Valor Adoptado: K1=40 (Sedimentación Primaria para la remoción de SS) Tabla 26:

EX - IEOS: Tabla X.1: Aportes per cápita para aguas residuales domésticas.

PARÁMETRO INTERVALO VALOR SUGERIDO DBO5 días, 20ºC, gr/hab.día 36 - 78 50 Sólidos en suspención, gr/hab.día 60 - 115 90 NH3-N como N, gr/hab.día 7.4 - 11 8.4 Nkjeldal total como N, gr/hab.día 9.3 - 13.7 12

Coliformes totales, NMP/hab.día 2x108 - 2x1011 2x1011 Salmonella Sp., #/hab.día 108

Nematodos intestinales, #/hab.día 4x1011 *Valor Adoptado: C=90 *Periodo de limpieza adoptado = 7 días. *Caudal medio de fangos producidos (m³/h):

*Volumen de fangos a remover el día de limpieza:

( ) 3rff 2.95m70.4226TQV ===

( )

( ) Hm

díamMedio1

f

33

0.011760.42259010000

1000

8640018.61640

C 10000

QC KQ ==

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

==



54

Compuertas de Entrada y Salida del Decantador: Para poder realizar la l impieza de sedimentos, se construirán dos cámaras de Decantación de iguales dimensiones, asumiendo que una de las unidades está fuera de operación, y se colocarán compuertas a la entrada y a la salida para evitar la corriente de retorno; las características geométricas de las compuertas son: © Ancho de la compuerta = 1.5 m + 2 * 0.05 m = 1.60 m. © Altura de la compuerta = 1.5 m + 0.05 = 1.55 m.

UNIDADES DE TRATAMIENTO SECUNDARIO.

El objeto de este tratamiento es la eliminación de las materias orgánicas, por medio de la presencia de microorganismos así como por la acción metabólica y físico químico, es conocido por todos nosotros que los hongos, bacterias, causan efectos negativos en la salud, pero en realidad en la mayor parte de los casos producen efectos beneficiosos estos son los encargados de la descomposición de la materia orgánica y son los elementos esenciales que garantizan la permanencia de la vida manteniendo los ciclos del nitrógeno y carbono.

El proceso biológico es la eliminación, estabilización o transformación de la materia orgánica, presente en las aguas como sólidos no sedimentables, esta acción se logra por microorganismos, mediante la acción metabólica y física química. Los factores que afectan a la depuración biológica son la temperatura del agua que según norma EX – IEOS debe estar entre (12°C – 38°C), el Ph, este es un factor clave en el crecimiento de los microorganismos, ya que la mayoría de estos no pueden tolerar niveles de Ph por encima de 9.5 o por debajo de 4. La condición adecuada para que una agua residual pueda depurase es que la cantidad de nutrientes sea suficiente. Luego del análisis de los ensayos de laboratorio se obtuvo que el agua residual proveniente de las actividades diarias de la urbanización sea muy biodegradable, por lo que se recomienda la utilización de lechos bacterianos. (Nota: Ver análisis de selección de alternativas).



55

f. DISEÑO DE LOS LECHOS BACTERIANOS

Es un sistema de depuración biológica de aguas residuales cuyo procedimiento consiste en hacer escurrir las aguas de desecho decantadas a través de una masa de piedras cuyo diámetro oscila entre 4 a 8 cm, o de materiales plásticos que presenten una gran superficie y sobre las que se desarrolla una película bacteriana formada por microorganismos, la misma que no debe tener más de 3 mm de espesor para asegurar la acción del oxigeno.

La película biológica está constituida principalmente por bacterias autótrofas (fondo) y heterótrofas (superficie), también se puede encontrar en el interior del lecho animales evolucionados como gusanos, larvas de insectos, caracoles y limacos. El agua purificada se decanta y una parte de los lodos se recircula como el caso de los lodos activados.

Parámetros constructivos y funcionales.- Entre los principales parámetros tenemos:

La forma y estructura de los lechos bacterianos está en función del sistema de distribución que se emplee, si se utilizan distribuidores fijos su forma suele ser rectangular al igual que los que tienen distribuidores móviles de traslación; cuando se utiliza distribuidores giratorios su forma es circular. Los lechos de aireación forzada en la actualidad son casi todos circulares.

Hay que evitar atascos y paradas en la distribución del agua residual, la misma que debe ser lo más uniforme y continua en lo posible, los aspersores fijos requieren un dispositivo más complicado de distribución mientras que los móviles tienen brazos giratorios dispuestos radialmente con boquillas incorporadas y movidos por carga hidráulica.

Para que se pueda formar la mayor cantidad de película biológica es conveniente que la masa filtrante tenga mayor superficie específica en lo posible, tomando en cuenta los orificios que permitan el paso del agua y del aire. Los materiales más usados son la piedra silícea, el pórfido o las puzolanas, pudiendo también utilizarse materiales artificiales como escorias o elementos plásticos en los que se reduce el peso aproximadamente en un 95 %, duplicándose el índice de huecos y aumentando la superficie específica, la misma que debe mantener su uniformidad.



56

Cuando se produzca una diferencia térmica entre el agua y el aire superior a 2 ºC en el interior del lecho, se ocasionará una variación en la densidad que provoca el movimiento de la masa permitiendo una ventilación natural; cuando haya que cerrar el lecho por frío y presente escasez de oxigenación se hará una ventilación forzada.

En el canal de recolección del fondo, el agua no debe presentar sedimentaciones ya que los flóculos que lleva se sedimentarán en el decantador secundario; su sección nunca funcionará llena para permitir su aireación, y su pendiente será de 1% al 2%.

La recirculación de una parte del efluente ya sea al decantador primario o al lecho bacteriano directamente es lo que más se utiliza como medio de mejora del rendimiento del proceso.

Cerca de un 25 a 35% del lodo del tanque de sedimentación final se regresa para la recirculación con las aguas negras de entrada. No debe retenerse el lodo en el tanque. Es necesaria la remoción parcial (a intervalos de menos de 1 hora).

*Cálculo del Lecho bacteriano.

- Temperatura mes más frío ....................... 18 ºC - Temperatura mes más cálido .................. 23ºC - DBO5................................................................. 380 mg/l - % de depuración ......................................... 80% - coeficiente de recirculación ..................... 0 - tipo de carga ............................................... intermedia.

*Parámetros de diseño en lechos bacterianos PARÁMETROS DE DISEÑO

Características Carga media

material Piedra

Alta carga - Material Constituyente

Piedra Plástico Carga Hidráulica (m3/m2*día) 3.4 - 9.4 8 - 30 10 - 50 Carga Orgánica (Kg*DBO5/día) 0.25 - 0.5 0.4 - 1.8 0.5 - 3

Coeficiente de recirculación 0 1 - 4 1 - 4 Aplicación del líquido intermitente en contínuo en contínuo

Superficie Específica (m2/m3) 40 - 70 40 - 70 80 - 100 Profundidad útil (m) 1 - 3 1 - 3 3 - 12

Fuente: Metcalf & Eddy, Ingeniería de Aguas Residuales.



57

*Constante de Tratabilidad por Temperatura: Metcalf y Eddy, en un experimento se determinaron los valores de θ y K25/D10

θ = 0.23 K25/D18=0.28 L/s/m2

( ) 2251825T 0.22L/s/mO.230.28θKKD1925

D1920 === −−

*Constante de Tratabilidad por Altura:

Metcalf y Eddy, la altura de correlación de acuerdo a planta piloto, D25=6m

2

19

25 0.61L/s/m0.8

60.22

D

DKK

21

21

D1929

D3010 =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

*DBO en el Afluente:

Litmgepuración

55AFLUENTE 76100

80380380

100

%DDBODBODBO =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

*Área necesaria:

*Comprobación de Carga Hidráulica:

Según Norma EX – IEOS: 3.5 ≤ (HLR)s ≤ 9.4 m³/m²/dia

( ) Hidráulica Carga Cumple 8201

1000

8640018.61

A

QHLR S ⇒=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

==

*Comprobación de Carga Orgánica:

Según Norma EX – IEOS: 2 ≤ (ORL)s ≤ 5 Kg/m³

( )( )

2

2

n

1

T/30

201m0.80.61

380

76Ln

18.61D*K

Se/SiLnQA =

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−=



58

( )[ ] Hm

ii 1.06

540.03432.40

32.40

(SS)*0.034(SS)

(SS)VV =

−=

−==

*Diámetro adoptado para el lecho:

( )16m

3.1416

2014

π4Aφ ===

*Altura total del Lecho:

1m1.33(0.8)1.33DHt ===

g. DISEÑO DEL DECANTADOR SECUNDARIO *El procedimiento de cálculo sigue el mismo principio del diseño para el decantador primario expuesto en páginas anteriores.

- Sólidos en suspensión ……………………60 mg/l = 60 ppm *Concentración de sólidos en suspensión en la entrada del decantador

( ) ( ) Litmg

i 5490100

40100C

100

K100SS =

−=

−=

*Concentración de sólidos en suspensión admitidos en el vertido

Litmg32.40

100

405454

100

KSSiSSiSS =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

*Velocidad Ascencional en el Decantador:

( )( )

Orgánica Carga Cumple 3.801000

2010.8

(380)18.61

1000 Area* util Altura

DBO*Q

(ORL)

100086400

5PUNTA

S ⇒===



59

263.20m1.06

1000

360018.61

V

QS =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

==

*Superficie de Decantación: *Tiempo de retención: (Tabla 21)

TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)

Decantación Primaria V. Mínimo V. Típico V. Máximo Q. Medio 1.5 2 3

Q. Máximo 1 1.5 2

*Volumen de Decantación:

( ) 3Máx 100.49m1.5

1000

36008.15TrQVol =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛==

Las relaciones largo ancho son las mismas que para el caso de decantador primario por tanto tenemos:

TABLA Nº 22:

RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES Decantación

Primaria Valor mínimo. Valor típico Valor máximo

L 5 -- 90 L / h 5 15 40 L / b 1.5 4.5 7.5

H 1.5 3 3

*Valores adoptados:

L=10m h=1.5m b=1.5m

*Verificación de las Relaciones Adimensionales:

Cumple Sí 406.675

401.5

105

40h

L5

⇒≤≤

≤≤

≤≤

Cumple Sí 7.56.671.5

7.51.5

10.1

.7b

L1.5

⇒≤≤

≤≤

≤≤

5

5



60

*Cantidad de Lodos producidos: *Volumen de Lodos por día:

mesm

díam 33

2.490.08311000

84.101

1000

PiVol ====

*Periodo de limpieza adoptado (Tr): Cada 12 mese. *Coeficiente de digestión de lodos (Cd): 0.50 *Cantidad de fangos a remover cumplido el periodo de limpieza.

( )( ) 314.96m0.50122.49Cd Tr VolCf ===

UNIDADES DE TRATAMIENTO TERCIARIO.

Los diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales, llevan aparejada la producción de lodos o fangos que en una etapa final deben ser eliminados.

Los fangos constituyen un subproducto molesto que debe ser eliminado mediante una gestión de residuos adecuada.

La complejidad de la formulación de los lodos en las plantas depuradoras de aguas residuales, es tan amplia como lo son los propios procesos de donde proceden, por ello resulta difícil sino inútil, el intentar definir sus características especificas.

La gestión del fango en cada caso debe establecerse en función del volumen y de la composición de los mismos, así como de la viabilidad del vertido o de una posible recuperación o aprovechamiento del subproducto.

Debe tenerse en cuenta antes de definir el destino final de los lodos o fangos dos consideraciones fundamentales: de una parte, la posibilidad de reutilización de los fangos como abonos de aporte al terreno, aun cuando puedan tener que ser enriquecidos con la adición de humus, o su tratamiento para otro tipo de aprovechamiento y, de otra, utilización.

( ) ( )( ) día

Kgii 84.101

1.061.9

1.060.0341

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62

La capa de arena deberá tener un espesor de 0.22 0.30 m con una pequeña tolerancia por perdidas motivadas por las operaciones de limpieza. Las capas de arena profundas retardaran el proceso de drenaje, la arena deberá tener un coeficiente de uniformidad no superior a 4 y un tamaño efectivo de 0.3 0.75 mm. Las tuberías de conducción del fango a las eras deberán estar diseñadas para una velocidad de por lo menos 0.75 m/s.

El sistema más corriente de preparar el lodo digerido para su eliminación es la desecación en eras al aire libre o con cubiertas en zonas lluviosas, éste procedimiento consiste en incorporar sobre una era de secado lodos que están bien estabilizados, efectuándose una pérdida de agua por drenaje a la vez que los lodos se van decantando simultáneamente y se reduce el agua por evaporación.

En lo referente a su construcción las paredes y fondo deben ser impermeables, la tubería del dren de fondo no debe tener una pendiente inferior al 1 % y colecta el líquido drenado para incorporarlo a la línea de agua de la depuradora; consta de una capa de grava de 20 a 40 cm de espesor con diámetros de 0.3 a 2.3 cm y una capa de arena de 10 a 20 cm de espesor con diámetro de 0.3 a 1.2 mm.

Características constructivas.- las paredes y su fondo serán impermeables recubiertas con geomembrana, su fondo contará inicialmente con un replantillo previo a su impermeabilización y tendrá una inclinación del 1.5 % hacia el dren, éste dren recolector de aguas será una tubería porosa con una inclinación del 1 %, la que se conectará al terminar la era con una tubería de PVC de 300 mm para llevar los líquidos al pozo de bombeo de los lechos, permitiendo así una recirculación de estas aguas.

Su fondo estará en contacto con una capa de grava de 20 a 40 cm y granulometría de 0.3 a 2.3 cm y sobre ésta irá una capa de arena cuyo espesor será de 10 a 20 cm con granulometría uniforme entre 0.3 y 1.2 mm; a partir de la superficie de arena se elevan las paredes en 30 cm para almacenar la capa de lodos.

Cálculo de la superficie de la era.- la superficie de la era de desecación estará en función del número de habitantes y almacenará el volumen de lodos que se obtengan de las diferentes instalaciones de la planta depuradora de aguas residuales que se han retenido en un tiempo determinado.



63

Para el cálculo de la superficie y extracciones por año o rotaciones pueden adoptarse los valores de la siguiente tabla.

Tabla Nº 27: TIPOS DE FANGOS PRODUCIDOS EN UNA EDAR:

Tipo de Fango Valor típico Valor máximo Primario Digerido 0.09 - 0.14 0.07 - 0.1

Primario y Humus Digerido 0.11 - 0.16 0.09 - 0.11 Primario y Activado Digerido 0.16 - 0.23 0.11 - 0.14

Primario y Quimicamente Precipitado y Digerido 0.18 - 0.23 0.11 - 0.14

FUENTE: Manual de depuración URALITA.

En el presente proyecto trataremos un lodo primario digerido, por lo que tomaremos el valor de 0.1 m² / hab, para eras cubiertas dado el clima tan variable de la zona en la que se situara la urbanización.

( ) ( ) 2habm 75.3m753hab0.1habVaS

2 ===

Se construirán dos eras para dar flexibilidad a la operación.

237.65m2

75.3

n

SSc ===

De acuerdo a las normas, los lodos extendidos sobre un lecho poroso pueden tener una altura entre los 30 a 40 cm, con lo cual, bajo condiciones climáticas favorables (de sequedad y una buena temperatura), se pueden secar en una a dos semanas y no hay problema de olores. Por el clima se adopto una altura de 0.50m.

h=0.50m

*Volumen máximo a almacenar en cada Era:

( ) 32 18.82m0.50m36.74mS(h)Vol ===

*Volumen Total de las dos Eras:

( ) 33TOTAL 37.64m18.82m2nVolV ===

*Según EX – IEOS: Período de secado de lodos: entre 3 y 4 semanas para climas cálidos y entre 4 y 6 semanas para climas más fríos.



64

*Se adopta un periodo de secado de 2 meses, permitiendo así la mineralización y estabilización de la materia orgánica.

*Volumen total de lodos generados durante las etapas de tratamiento:

díam

TT

TT

Dec2Dec1TT

3

0.51V

0.08310.4225V

VVV

=

+=

+=

*Volumen de lodos a retener en las eras de secado durante el periodo de secado:

3díam

TTTTL 30.34m(60días)0.51(Tr)VV3 ===

*Se ve que el volumen total de las dos eras (37,64 m³) almacenará perfectamente el volumen total de lodos (30,34m³) que producirá la planta a los 2 meses.

*Según EX – IEOS: El ancho de los lechos es generalmente entre 3 m y 6 m pero para instalaciones grandes puede sobrepasar

*Por ser una planta pequeña, adoptamos como ancho 3m.

*Longitud de la Era de Secado:

4m3

37.65

b

ScL ===

La placa distribuidora se construirá de hormigón armado con una superficie de 1x1 m² y un espesor de 8 cm, superpuesta sobre la superficie de arena ubicada en la parte donde se descargarán los lodos.

El lixiviado (liquido percolado de los lodos) es captado en un pequeño cárcamo (Ver figura), de 0.6 x 0.6 m2, para ser llevados de nuevo al desarenador y ser pasados por el proceso de tratamiento. Para la recirculación de los lodos hacia el desarenador, se tiene una bomba sumergible de 2.0 HP, que succiona el lixiviado del cárcamo del Lecho de Secado y lo bombea al desarenador.

Los lechos de secado consisten en arena con drenes inferiores formados por tuberías perforadas rodeadas de grava. Los drenes deben estar constituidos por tubos de 100 mm colocados debajo de la grava, en pequeñas zanjas.

Debajo de la arena se debe colocar un estrato de grava graduada entre 1,6 mm y 51 mm (1/16" y 2"), de 0,2 m de espesor.

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66

*Altura estática de succión (hs).-

Es la distancia existente entre el nivel de agua en el pozo húmedo y el eje de la bomba. La Succión es negativa si el nivel del agua se encuentra por debajo del eje de la bomba o positiva si el nivel del agua se encuentra por encima del eje.

*Altura estática de impulsión (hi).-

Es la diferencia entre el nivel de descarga de la bomba y el eje rotor.

*Altura estática total (Hest.).-

Es la diferencia entre los niveles del agua entre el pozo y la descarga. (hs+hi).

*Altura de fricción (hfs, hfi).-

Es la altura adicional que debe ser suministrada para vencer las pérdidas por fricción en las tuberías de impulsión (hfi) y de succión (hfs). Pueden ser calculadas mediante la ecuación de Darcy – Weisbach o Hazen Williams.

*Altura de velocidad (V2/2g).-

Representa la altura cinética del fluido en cualquier punto del sistema.

*Altura de pérdidas menores (hms, hmi).-

Es la altura de agua adicional para vencer las pérdidas debidas a los accesorios tales como codos, válvulas y otros. Pueden ser calculados como un factor de la altura de velocidad o como una longitud equivalente de tubería

*Altura dinámica total (Ht).-

Es la altura total contra la cual debe trabajar la bomba teniendo en cuenta todos los factores anteriores.

Para obtener la altura dinámica total, es necesario establecer la ecuación de Bernoulli entre los niveles del agua entre la succión y la impulsión.

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68

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE DEPURACIÓN

El objetivo final del tratamiento de las aguas residuales de la urbanización es asegurar que el cuerpo de agua receptor tenga una calidad de agua tal que pueda sustentar los usos propuestos a dicho cuerpo de agua, aguas abajo de la descarga. Estos usos existen de hecho por las comunidades asentadas aguas abajo de la descarga o, alternativamente, son establecidos por la entidad responsable de manejar el recurso.

Las características de calidad del agua que garantizan el uso propuesto o actual están definidas en el país por el Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria (TULAS). Por esta razón se debe hacer un tratamiento tal, al agua residual antes de su descarga, que se logren los criterios estipulados en el TULAS para situaciones hidrológicas críticas durante caudales mínimos y descargas máximas de diseño del vertimiento en los tramos aguas abajo de la descarga. Debe tenerse en cuenta igualmente las interacciones entre la planta de tratamiento, el sistema de alcantarillado y el cuerpo de agua receptor, reconociendo que estos forman una unidad íntimamente relacionada. Los análisis de calidad de agua del cuerpo receptor deben considerar los vertimientos que se realizan por reboses del alcantarillado, o alcantarillados en caso de que existan sistemas independientes, junto con los vertimientos directos antes y después del tratamiento.

Los parámetros a modelar en el cuerpo de agua receptor serán aquellos que afecten las calidades de agua estipuladas en los usos definidos en el TULAS. Como mínimo, se deben realizar los siguientes estudios de calidad de la fuente receptora:

1) Oxígeno Disuelto (OD). 2) Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5). 3) Demanda Química de Oxígeno (DQO) 4) Coliformes Totales y Fecales. 5) Nutrientes ( Nitrógeno y Fósforo) 6) Sólidos Suspendidos (SS) 7) Sólidos Totales Disueltos (SDT)Sólidos Totales (ST) 8) Metales Pesados.



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En base a estos requerimientos, se han definido sistemas de tratamiento para este proyecto que permitan obtener el cumplimiento de las normas reguladoras y, al mismo tiempo se obtenga un proyecto económicamente eficiente. En el sistema de tratamiento propuesto, luego de la llegada de las aguas residuales a una caja reguladora de caudal, se comenzaría con: (1) un tratamiento previo de desbaste, desarenado; seguido por (2) el tratamiento primario de decantación; a continuación (3) el tratamiento secundario, de tipo biológico, por lechos bacterianos; este proceso sería seguido por (4) una posterior decantación secundaria; y finalmente (5) recirculación de una parte del fango generado hacia el reactor biológico con la que termina la regeneración del agua residual.

En la línea de fangos se trataría el material obtenido de los desarenadores y los decantadores primarios y secundarios. Este residuo sería espesado y, a continuación, pasaría por un proceso de acondicionamiento químico con reactivos. Luego se procedería a su secado al aire ambiente en eras de secado. Estos lodos, ya acondicionados y secos, quedarían preparados para su remoción y posterior compostaje, que permitiría su utilización como abono agrícola. Parte de los residuos obtenidos de los desarenadotes y decantadores tendría que ser llevado a disposición final en relleno sanitario.

A continuación se hace una descripción de cada una de las etapas de tratamiento por las que el efluente pasara para luego ser descargado hacia el cuerpo de agua dulce.

a. Recepción: Las aguas residuales generadas en la urbanización serán conducidas a través del colector existente hasta una estructura de llegada que funcionará como una unidad reguladora de caudal.

b. Pretratamiento: En la planta de tratamiento resulta necesario un pretratamiento, que permita la remoción de sólidos que puedan obstruir sistemas de transporte, o interferir en el desarrollo de los procesos posteriores. Con el pretratamiento se elimina la parte de polución más visible: cuerpos voluminosos, trapos, palos, hojas, arenas, grasas y materiales similares, que llegan flotando o en suspensión desde el colector de entrada.



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La línea de pretratamiento será convencional e incluirá las etapas de desbaste, y desarenado. No se considero una etapa de desengrasado, dado que la población es de 753, y según las Normas de EX – IEOS, está etapa de opcional cuando se trata de poblaciones inferiores a 5000 hab.

El desbaste se llevará a cabo mediante rejas formadas por barras inclinadas, que interceptarán el flujo de la corriente de agua residual en el canal de entrada a la estación depuradora. Su misión es retener y separar los sólidos más voluminosos, a fin de evitar las obstrucciones en los equipos mecánicos de la planta y facilitar la eficacia de los tratamientos posteriores.

Estas rejas tendrán dimensiones entre 50 y 100 mm de separación de los barrotes (desbaste grueso) y dispondrán de un sistema de limpieza manual que deberá recoger lateralmente la materia retenida.

Las instalaciones de desarenado se sitúan después del desbaste y tienen como objetivo el extraer del agua bruta las partículas minerales de tamaño superior a 200 micras. El funcionamiento técnico del desarenado reside en hacer circular el agua en una cámara de tal forma que la velocidad sea reducida al punto de permitir la deposición de arena al fondo. Normalmente, esta arena sedimentada queda desprovista casi en su totalidad de materia orgánica y es evacuada a las eras de secado.

c. Tratamiento Primario: Se entiende por tratamiento primario aquel proceso o conjunto de procesos que tienen como misión la separación por medios físicos de las partículas en suspensión no retenidas en el pretratamiento.

El objeto de este tratamiento es básicamente la remoción de los sólidos suspendidos y una reducción del DBO en las aguas residuales, mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación.

El proceso principal del tratamiento primario es la decantación, utilizando la fuerza de gravedad que hace que las partículas suspendidas más pesadas que el agua se separen sedimentándose.

El tratamiento primario permite eliminar aproximadamente el 90% del material decantable y el 65% de la materia en suspensión; se consigue también una disminución de la DBO de alrededor del 35%.



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d. Tratamiento Secundario o Biológico: El objetivo del tratamiento biológico es convertir la materia orgánica fina coloidal y disuelta en el agua residual en flóculos biológicos sedimentables y sólidos inorgánicos que puedan ser removidos por el decantador secundario. El tratamiento secundario que se va a emplear consiste de un proceso biológico aeróbico seguido por decantación secundaria. El proceso biológico se llevara a cabo por el proceso denominado de lechos bacterianos o filtros percoladores.

Los lechos bacterianos o filtros percoladores son tanques rellenos de piedra o materiales sintéticos de alta relación área/volumen que forman un filtro con un gran volumen de huecos sobre el cual son aplicadas las aguas residuales por medio de brazos distribuidores. Alrededor de este lecho de piedra se encuentra adherida una población bacterial que descompone las aguas residuales a medida que estas percolan hacia el fondo del tanque. Después de algún tiempo, la capa bacterial adquiere exceso de espesor y se desprende del lecho de piedras y pasa al decantador secundario donde se efectúa la separación de los lodos formados.

El agua residual se rociará sobre el lecho filtrante mediante un brazo giratorio provisto de surtidores dando lugar a la formación de la película bacteriana que recubre los materiales filtrantes. Esta película está formada por bacterias, protozoos y hongos alimentados por la materia orgánica del agua residual. Al fluir sobre la película, la materia orgánica y el oxígeno disuelto son extraídos; el oxígeno disuelto en el líquido se aporta por la absorción del aire que se encuentra entre los huecos del lecho. El material del lecho debe tener una gran superficie específica y una elevada porosidad, y suelen emplearse piedra calizas, grava, escoria o bien materiales plásticos artificiales de diversas formas.

Este tipo de tratamiento garantizará la remoción de sustancias orgánicas que presenten tamaño coloidal inferior a aproximadamente 85 a 95% de los DBOs y sólidos suspendidos. Para la planta de tratamiento se propone el diseño de lechos bacterianos de carga alta, en los cuáles se empleará recirculación para crear una carga hidráulica homogénea, diluyendo por otra parte los DBOs influentes. Este sistema, a más de presentar un alto rendimiento en la remoción del DBO evita en gran medida el problema de generación de olores y la presencia de moscas. Para el caso de la planta de tratamiento de aguas



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residuales de la urbanización se ha seleccionado de manera preliminar la utilización de tres tanques circulares de 30 metros de diámetro cada uno.

e. Línea de Fangos: En un tratamiento biológico de aguas residuales se obtienen volúmenes considerables de lodos. A estos fangos hay que someterlos a procesos que reduzcan su facultad de fermentación y volumen. Las características de los fangos son consecuencia del uso que se haya dado a las aguas. Los fangos de depuración se producen por sedimentación en el proceso de pretratamiento de manera parcial, y principalmente en los decantadores primarios y secundarios del proceso de tratamiento. Por un lado, las partículas sólidas más gruesas se depositan en el fondo del decantador primario y forman los fangos primarios. Las partículas más finas y disueltas se fijan y metabolizan por las bacterias que se multiplican en presencia de oxígeno durante la operación de aireación. Esta biomasa bacteriana se separa en el decantador secundario para producir los lodos secundarios. Una parte de esta biomasa se recircularía a un reactor biológico, la otra se extraería constituyendo los fangos biológicos en exceso. El tratamiento de los fangos depende de su composición y de las características del agua residual del que proviene. Para esta planta de tratamiento las fases del proceso de tratamiento y evacuación de fangos serán: concentración o espesamiento, acondicionamiento, secado, disposición final. El tratamiento de los fangos se realizará en función de las disponibilidades económicas, destino final previsto, existencia de espacio.

La misión del espesamiento de los fangos es concentrarlos para hacerlos más densos, reduciendo el volumen global para facilitar el manejo de los mismos y abaratar los costes de las instalaciones posteriores. Un espesador es un depósito cilíndrico terminado en forma cónica. Normalmente, el fango que llega a estos espesadores es de tipo mixto. Estos suelen tener un cono de descarga de gran pendiente para una concentración de hasta 5 a 10 %. Los fangos urbanos y muchos industriales tienen una estructura coloidal que los hace poco filtrables a la hora del secado posterior a la digestión, por lo que el sistema de filtración consigue un bajo rendimiento. Para evitar este inconveniente se añade a los fangos reactivos floculantes que rompen la estructura coloidal y le confiere otra de carácter granular de mayor filtrabilidad. El reactivo que se utilizará será con cal viva (CaO) ó cal apagada (CaOH2).



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El objetivo del secado es eliminar agua del fango para convertirlo en una pasta sólida fácilmente manejable y transportable. El sistema depende de la cantidad de fango y del terreno disponible. El sistema que se propone para la planta de tratamiento es el de Eras de Secado por su simplicidad y bajo costo. Este procedimiento consiste en la disposición de los fangos a secar sobre una superficie al aire libre dotada de un buen drenaje. La altura de la capa extendida varía según las características del fango. Para fangos urbanos digeridos se disponen capas de 20 a 30 cm. La superficie de las Eras varía en función del clima de la zona. La torta de fangos se suele secar cuando la humedad de la misma desciende por debajo del 40%. Un puente rascador que se mueve sobre unos carriles pueden emplearse en la extracción de la torta de fango. Esta, una vez seca, se transportará a un vertedero para ser luego utilizados como corrector de suelos (aguas exclusivamente urbanas).

Evaluación de la eficiencia del tratamiento:

Al descargar el agua tratada al cuerpo de agua del Río Zamora, se garantiza que cumple con los requisitos de acuerdo a la normativa del TULAS, de ahí que esto se corrobora en la eficiencia de depuración del DBO. Con este tratamiento obtenemos rendimientos del 80%, de ahí que la carga del efluente de acuerdo a los análisis de laboratorio es de 380 mg/lit, obteniendo una concentración en el afluente de 74 mg/lit, según la normativa del TULAS, la concentración de DBO en las aguas que van a ser descargadas en un cuerpo de agua dulce debe ser de hasta 100 mg/lit, de aquí se concluye que el tratamiento seleccionado es el adecuado para la depuración de las aguas residuales provenientes de la Urbanización La Castellana.




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PLAN DE PUESTA EN MARCHA Y OPERACIÓN

Con la finalidad de describir las actividades necesarias para la puesta en marcha de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales para la Urbanización La Castellana una vez se haya concluido con las actividades de construcción, se expone lo siguiente:

*Puesta en Marcha de la Planta de Tratamiento.-

La puesta en marcha de la planta de tratamiento incluirá la asignación de personal, dotación de insumos, químicos, costos de energía y ejecución de todas las actividades necesarias para que, una vez concluidas las obras del proyecto, efectuar las pruebas de funcionamiento de todos sus componentes y la puesta en marcha del sistema en general, se estima un periodo de puesta en marcha de 1 mes. Como parte del personal, el contratista deberá asignar a tiempo completo, y durante el período requerido para este efecto (el cual se estima en dos meses), al menos el siguiente personal:

∗ Jefe de operación y mantenimiento ∗ Un fontanero y un ayudante ∗ Un mecánico industrial y un ayudante ∗ Un guardián

Si el periodo de puesta en marcha, superase el razonablemente previsto, debido a causas solo imputables al Contratista, éste deberá de mantener las instalaciones en funcionamiento a su costo, incluido consumos eléctricos, químicos y el personal mínimo detallado, sin derecho a ningún tipo de pago adicional.

Las pruebas consistirán en la comprobación minuciosa del adecuado funcionamiento de todos los equipos, materiales empleados en las obras, y la ejecución de los ajustes, calibraciones y reparaciones necesarios para el correcto funcionamiento de cada una de las obras construidas. De ser necesario, el Constructor, deberá sustituir los equipos o accesorios defectuosos sin tener derecho a reclamar pagos por este concepto.

A más de estas tareas, el Contratista está obligado a realizar las tareas de mantenimiento rutinario y vigilancia de las obras, desde su terminación y hasta la




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recepción definitiva. La prueba de aceptación del Sistema, se realizará de acuerdo a dos periodos.

El primero tendrá lugar con la fase de prueba de equipos en la aceptación del sistema. Y la segunda será la prueba a la entrega definitiva de la instalación (comprobación). Se realizará la prueba de todos los equipos sin interrupciones ni fallos de parte alguna del Sistema global, estando la planta a pleno rendimiento. La prueba será supervisada por un Fiscalizador.

Es necesario realizar una serie de operaciones antes de la puesta en marcha de la planta. Para que ello se pueda concretar rápida y exitosamente, es muy importante reunir todos los recursos necesarios y seguir un estricto orden en las actividades que se proponen a continuación.

*Inspección Preliminar del Sistema.-

Una vez concluidas las obras de construcción del proyecto se procederá a evaluar el estado de las obras. Para lo cual se debe poner énfasis en los siguientes aspectos: ∗ Presencia visual de daños. ∗ Funcionamiento de válvulas y equipos. ∗ Existencia de reactivos, materiales y personal requerido para iniciar la operación

del sistema. ∗ Se realizará una reunión con el personal que va a intervenir en la operación, se

revisarán las construcciones previamente distribuidas y durante la reunión se asignarán responsabilidades.

Se recomienda que durante la puesta en marcha de la planta estén presentes el ingeniero fiscalizador, el Consultor, el químico o el auxiliar de laboratorio que controlará la planta y los operadores.

*Operaciones Iníciales.-

Antes del llenado de la planta, deben efectuarse las siguientes tareas: ∗ Limpieza general de las estructuras. La planta debe quedar libre de polvo,

residuos de construcción y cualquier otra impureza que signifique peligro de contaminación u obstrucción.

∗ Medición de los parámetros básicos para el control de los procesos: pH, turbiedad, color, alcalinidad y caudal de operación.




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∗ Determinación de parámetros de concentración de lodos y características del influente.

∗ Colocar válvulas en posición de llenado: ingresos y salidas abiertas, desagües cerrados, etc.

*Chequeo del Sistema Electromecánico y de Control.-

La planta de tratamiento incluye una serie de equipos sofisticados para control de caudales, la puesta en marcha de la planta de tratamiento debe contemplar la energización y chequeo del funcionamiento de estos equipos previo el llenado de las piscinas e inicio de la operación de la planta.

Todas las válvulas, motores y controles de los diferentes sistemas de la planta de tratamiento incluyen control digital, actuadores eléctricos, son motorizadas o tienen controles mecánicos de operación manual. Todos los sistemas de control eléctricos, motorizados y mecánicos de todo el sistema electromecánico deberán ser chequeados y comprobados en cuanto a conexión y operación al inicio del período de puesta en marcha de la planta de tratamiento.

Todas las pruebas se atendrán al Plan de Calidad del Contratista que será entregado y aprobado por la Fiscalización al inicio de los trabajos de implementación del sistema de control. El Contratista las pruebas indicadas en este documento y cualquier otra requerida por los Códigos y Normas de referencia las cuales podrán ser efectuadas antes del inicio del período de puesta en marcha. El Proveedor de los equipos facilitará al Fiscalizador, el Protocolo de Pruebas con antelación suficiente para verificar las pruebas necesarias y corroborar el funcionamiento del sistema de control. Este documento deberá ser aprobado por la UMAPAL y su Fiscalizador como condición previa al comienzo del período de puesta en marcha.

Puesto que al inicio de la implementación del sistema de control, el Contratista envió un procedimiento de pruebas para verificar la funcionalidad de la totalidad del sistema, este será utilizado nuevamente al inicio del período de puesta en marcha. En particular se chequeará la funcionalidad de la lógica, las secuencias, los lazos de control e interfaces de comunicaciones.

El Contratista deberá desplazar al sitio del proyecto el personal técnico necesario para la supervisión del montaje, inspección, puesta en marcha de los equipos y




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carga de los programas en los equipos, hasta dejarlo preparado para las pruebas de alineamiento de señales hasta el puesto de control. Se realizará la calibración de los equipos necesarios para la prueba y será responsable del correcto funcionamiento de las secuencias programadas.

*Llenado de la Planta.-

Al iniciar el llenado de la planta y para evitar empujes indeseables contra las paredes de las piscinas cuando estas se encuentran vacías, es recomendable llenarla con un caudal inferior al caudal de diseño, digamos hasta un 50%.

El procedimiento de llenado de la planta será el siguiente:

a. Abrir lentamente la válvula de ingreso de agua a la planta, energizar e iniciar la de las rejas de desbaste y la operación parcial de las bombas (iniciar la operación con dos bombas).

b. Llenar una de las piscinas de decantación primaria, una vez que el agua llegue al nivel máximo abrir las válvulas de paso hacia los lechos bacterianos.

c. Iniciar el llenado de la segunda piscina de decantación primaria. d. Esperar a que se complete el llenado de la segunda piscina de decantación y

abrir el segundo grupo de válvulas de paso hacia los lechos bacterianos. e. Iniciar la operación de producción de lodos en el desagüe de las dos piscinas de

decantación primaria y su transferencia hacia las eras de secado. f. Controlar los parámetros del efluente y afluente. Se debe comprobar que la

calidad del efluente es aceptable.

*Operación Normal.-

Una vez concluidas las operaciones de puesta en marcha, la planta entra en la etapa denominada de operación normal. Se considera que el sistema de tratamiento se encuentra en operación normal cuando está procesando el caudal para el cual fue proyectado con la calidad de efluente requerido.

La operación normal incluye una serie de actividades de tipo rutinario. A continuación se indican las actividades de operación normal:

a. Control de los Procesos: medición de caudal, medición de parámetros básicos DBO, TSS, coliformes, pH, temperatura, metales pesados, etc. Este control debe efectuarse inicialmente cada doce horas durante una semana, luego pasar a control diario, y luego semanal al final del período de puesta en macha.




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b. Control de los Procesos de Tratamiento: ajuste de los tiempos de tratamiento, limpieza de las diferentes facilidades de control de la planta y sistemas de tratamiento, y mantenimiento de las áreas verdes adyacentes.

En general, la operación normal comprende todas las actividades destinadas a que la planta trate el caudal para el cual fue diseñada con un efluente que tenga la calidad estipulada por las normas correspondientes del TULA.

*Operación Especial.-

Este tipo de operación se produce como consecuencia de actividades de mantenimiento, daños menores, fallas de energía de corta duración y otras causas que impliquen una salida de operación total o parcial de la planta, sin que se presenten daños graves. Es importante efectuar una adecuada programación de las labores de operación especial.

*Parada o suspensión de la operación de la planta

Las principales actividades que se clasifican dentro del concepto de operación especial son las siguientes:

a. Limpieza de estructuras mayores: Desarenador, decantadores, reactor. b. Operaciones de mantenimiento correctivo en obras civiles o equipos:

∗ Sustitución de válvulas; ∗ Reparación de fugas; ∗ Reparación o sustitución de equipos; ∗ Daños anormales como terremotos o huracanes (situación de desastre).

c. Cambios bruscos en la calidad del efluente sanitario que obliguen a detener o modificar el funcionamiento de la planta de tratamiento o el sistema de tratamiento propuesto.

d. Otros aspectos relevantes como períodos de lluvia prolongados, inundaciones, derrumbes que causen excesivo arrastre de material a la planta, etc.

Puede desprenderse de lo anterior que las operaciones especiales por lo general son indeseables, por lo que es necesario reducirlas al mínimo. Con este fin se recomienda lo siguiente:

a. Implantar programas de mantenimiento preventivo. b. Ejecutar una adecuada vigilancia del sistema, tanto física como sanitaria.




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Normalmente una parada de la planta se programa para vaciar las unidades y ejecutar reparaciones que deben hacerse en seco. La secuencia de acciones para efectuar la parada es la siguiente:

*Programación de la Actividad de Mantenimiento o Suspensión.-

∗ El ingeniero jefe o supervisor de la planta prepara el programa de actividades que se van a desarrollar durante la parada, indicando el tiempo para cada tarea.

∗ Se prepara una lista del personal que intervendrá y de los materiales, herramientas y equipos, señalando la hora de inicio de las labores. El personal deberá ser distinto de aquel que continuará con la operación normal de la planta.

∗ Si hay varios frentes de trabajo, se asignará un supervisor a cada uno. ∗ El jefe de la planta estará a cargo de todo el personal y será quien dará las

órdenes.

*Parada de la Planta Entre las estructuras a construirse se ha incluido un desfogue (bypass) al ingreso del emisario a la planta, antes de las rejas de desbaste. Este canal permite efectuar la descarga de todo el efluente sanitario que llega a la planta de tratamiento directamente al río Zamora.

El proceso de parada de la planta se debe iniciarse con la apertura de la compuerta al canal de desfogue. Para casos donde se deba efectuar una parada de la planta se deben seguir las siguientes actividades:

∗ Cerrar la entrada de aguas residuales y suspender el bombeo. ∗ Suspender la filtración en los lechos bacterianos. ∗ Suspender la generación de lodos ∗ Cerrar la compuerta o válvula de salida ∗ Parar los motores de las bombas de los decantadores ∗ Parar los otros equipos del sistema. ∗ Drenar la zona de trabajo por gravedad o por bombeo. ∗ Ejecución de los trabajos prescritos que causaron la necesidad de parar las

operaciones.




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*Limpieza de Tanques y Lechos Bacterianos.-

La limpieza de las piscinas y filtros se realizara mediante un cronograma previamente establecido, la planta de tratamiento cuenta con tubería de conducción en configuración bypass y su respectivo juego de válvulas apostados en una caja de válvulas en cada una de las piscinas.

De igual manera se cuenta con tuberías conectadas entre las piscinas para el desalojo de los lodos que se generaran en los procesos de decantación que estas están conectadas entre sí y serán conducidas hacia el digestor aeróbico para su tratamiento y disposición final, los lodos serán removidos de las piscinas para decantación primaria en un período entre 3 y 7 días y aproximadamente una semana para los decantadores secundarios.

Para la programación de los lavados y mantenimiento de las piscinas se seguirá la siguiente secuencia de acciones:

∗ El supervisor de la planta debe programar las actividades que se van a realizar, el tiempo y personal necesario; este último dependerá del área superficial interior de la unidad que comprende paredes y piso. El personal que se emplee en esta actividad debe ser diferente de aquel que ejecuta la operación normal. Definirá la hora en la que deberá disminuirse el caudal que entra a la planta o suspenderse el tratamiento. Pasar copia del programa a los operadores de turno.

∗ Suministrar y revisar el estado de los materiales necesarios para ejecutar esta operación: rastrillos, escobas, cepillos, mangueras y llaves para conectarlas, si el lavado se hace a presión.

∗ Aislar la unidad que se va a lavar cerrando las válvulas de entrada. Apagar las bombas de esta unidad, abrir las válvulas que están instaladas en la tubería del bypass y desviar el fluido a través de esta hacia la piscina que está en funcionamiento.

∗ Abrir el drenaje, el operador de turno deberá tener la unidad vacía a la hora en que el personal debe efectuar la tarea.

∗ Efectuar la limpieza. Normalmente el piso se limpia con chorros de agua a presión, empujando el material con rastrillos hacia el dren o desagüe. Las paredes se limpian con chorros de agua y cepillos metálicos.

∗ En el caso de decantadores, estos se limpian con chorros de agua a presión y cepillos para remover el lodo y algas adheridas. Deberá instruirse al personal de




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operación que ejecuta esta tarea para que no se pare sobre las pantallas mientras realiza la limpieza.

∗ Si se identifican fugas en la uniones entre paredes o con accesorios, estas deben repararse utilizando productos bituminosos.

∗ Se debe aprovechar la paralización de la unidad para efectuar el reemplazo de piezas rotas.

∗ Llenado de la unidad. Debe seguirse el mismo procedimiento indicado en la puesta en marcha.

*Limpieza o Reparación de Rejas, Desarenador, Canales y Eras de Secado.-

Esta operación requiere la parada de la planta. La frecuencia depende del resultado de las inspecciones efectuadas por el ingeniero encargado de la supervisión. No parece necesario lavar los canales que conducen el efluente al ingreso de la planta, pero podría ser necesario efectuar limpieza si se reciben escombros muy grandes o se producen desperfectos en el sistema automático de remoción de basuras de las rejas de desbaste o el sistema de recolección de sólidos del desarenador. En cuanto a las eras de secado, paradas para limpieza probablemente no serán necesarias pero es posible que se necesite efectuar paradas para mantenimiento de los equipos para mezcla de lodos o dosificación de cal.

*Seguridad del Personal durante estos Trabajos.-

El personal utilizado será el máximo posible, de manera que la suspensión del servicio sea muy corta y se afecte lo menos posible a los usuarios. Si es necesario hacer actividades de limpieza, el material será recogido a mano y deberá sacarse con baldes o carretillas. Todo personal que participe en estas operaciones deberá contar con equipos de protección como botas de caucho con punta de acero, guantes, etc. El personal estará dotado de abrigo de caucho, botas y casco. Si fuera necesario, dentro de los tanques portará también una mascarilla para protegerlo de los vapores. Las botas de caucho y otro equipo del personal deberán desinfectarse con una solución de hipoclorito de calcio o de sodio luego de los trabajos.

La secuencia de operación es la siguiente:

∗ Suspender el funcionamiento de la planta de tratamiento de acuerdo a lo especificado en la descripción del proceso para parada de la planta;

∗ Aislar decantadores, canales o tanques de distribución;




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∗ Drenar canales, tanques o eras de secado; ∗ Efectuar los trabajos previstos; ∗ Poner en marcha la planta. Ver instrucciones en el ítem relativo a cómo poner la

planta en operación.

*Operación de Emergencia.-

La operación de emergencia ocurre por fuerza mayor y se presenta en forma imprevista a causa de fallas graves o desastres. A continuación se indican los casos más comunes.

*Falla de Energía de Larga Duración.-

El funcionamiento de la planta depende totalmente de la energía eléctrica pero está provista de un generador a diesel capaz de operar toda la planta durante períodos de corta duración.

Si fuera necesario suspender la planta de tratamiento debido a cortes o apagones de larga duración la secuencia de acciones deberá ser la siguiente:

∗ Suspender la entrada de efluente sanitario abriendo la compuerta al canal de desfogue.

∗ Abrir los interruptores de los equipos eléctricos. ∗ Una vez restablecido el suministro eléctrico, se reinicia la operación de la planta.

Las actividades de mantenimiento deberán chequear periódicamente el estado del generador de emergencia y asegurar que existe combustible para su operación normal.

*Fallas en estructuras y Equipos Esenciales.-

El operador debe dar aviso al supervisor apenas se produzca la falla y las medidas correctivas de emergencia deberán implementarse de acuerdo con la falla ocurrida y el tramo del tren de tratamiento donde ocurrió. Si se produce una falla en la tubería de impulsión, por ejemplo, se suspende el servicio desde la estación de bombeo antes de iniciar los trabajos de reparación.

En la mayoría de estos casos la planta debe salir de operación obligatoriamente, pero es posible que fallas estructurales ocurran en elementos del sistema que puedan ser cerrados y mantener la planta en operación. Si la falla se ubica en uno de los tramos de conducción, se aislará este tramo y la planta continuará operando,




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mientras la capacidad lo permita. Si el daño se presenta en una estructura independiente, se aislará para proceder a drenarla y repararla. Una vez solucionados los daños, la planta o la estructura independiente, se pondrá en marcha de acuerdo con el procedimiento indicado.

*Eventos de fuerza Mayor.-

∗ En el caso de terremotos y de acuerdo con la intensidad de un sismo, pueden producirse fallas de energía o daños en tuberías. Pasado el movimiento sísmico, se evaluarán los daños y se programarán las reparaciones.

∗ En el caso de incendios, estos se presentan con frecuencia en los motores y arrancadores. Es necesario tener disponibles extinguidores de CO2 debidamente cargados y personal capacitado para usarlos.

∗ Inundaciones se presentan con frecuencia por rotura de tuberías, ó rebose de un tanque. Se debe aislar la tubería, disminuir el caudal de tratamiento o definir soluciones apropiadas.

*Control de Calidad.-

El control de la calidad del efluente tratado se efectúa mediante análisis químicos y bacteriológicos que se realizan a partir de muestreos periódicos, tanto a la salida de la planta como en diversos puntos del tren de tratamiento.

*Toma de Muestras en Planta.-

Se recomienda tomar muestras para análisis químicos en los siguientes puntos de la planta: salida del decantador primario, salida de los lechos bacterianos, lodos a la salida de los decantadores y digestor y efluente tratado. Para efectuar el control de calidad, es necesario:

a. Utilizar las normas oficiales para control de la descarga del efluente ya tratado (Normas del TULA); y

b. Realizar los análisis en un laboratorio debidamente equipado con equipos y personal adecuados para efectuarlos.

El control de calidad comprende las siguientes operaciones:

∗ Tomar al menos una muestra con una frecuencia semanal, para realizar los análisis químicos generales.

∗ Efectuar, al menos una vez al mes, muestreos para determinar la presencia de sustancias tóxicas (metales pesados, pesticidas, etcétera).




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∗ Realizar la interpretación de los resultados, de manera que, en el caso de que se sobrepasen las normas, las autoridades competentes sean informadas con el fin de que se tomen las acciones correctivas necesarias.

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

*Generalidades.- Este documento es de gran importancia tanto para el jefe de planta como para el operador.

El manual debe contener información específica sobre la planta y sobre los procedimientos para la operación del sistema. No es parte del contrato de diseño de la planta de tratamiento

la preparación de un manual de operación por lo que las secciones presentadas a continuación solamente reflejan de manera resumida la información que se debe tomar en cuenta para la preparación del manual de operación de la planta de tratamiento de aguas servidas para la urbanización La Castellana.

Características del Manual.-

Para la elaboración del manual de operación de la planta, deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

Calibración de Equipos: El manual debe contener datos reales del funcionamiento de la planta y de los equipos, como los siguientes: ∗ Curva de descarga real de bombas y de equipos dosificadores en general. ∗ Calibración de los equipos de medición ∗ Medición de tiempos de retención de las unidades mediante pruebas de

trazadores. ∗ Calibración de válvulas

Redacción del Manual:

Debe tomarse en cuenta que el manual de operación es un documento dirigido fundamentalmente a los operadores de la planta, a los trabajadores de nivel técnico que ejecutan las tareas de operación. Por lo tanto, debe encontrarse redactado tomando en cuenta los siguientes criterios:




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∗ Las instrucciones deben ser directas y simples, evitando muchos conceptos teóricos.

∗ Hacer uso de la terminología usual de los operadores. ∗ Emplear diagramas, esquemas y tablas para facilitar la comprensión de los

procedimientos de operación.

Operación, Mantenimiento y Control de Calidad:

∗ Incluir formularios modelo para que el operador registre los datos que recopile de la operación de la planta de tratamiento.

∗ Efectuar un inventario de los equipos y válvulas que el operador deberá manipular.

Contenido: Se recomienda el siguiente contenido mínimo:

∗ Descripción general de la planta ∗ Actividades de operación ∗ Puesta en marcha ∗ Operación normal ∗ Operación especial o eventual

∗ operación de emergencia ∗ Dosificación ∗ Medición de caudales y mezcla

rápida

Otros procesos ∗ Control de calidad

Además, deben incluirse los siguientes documentos como anexos: ∗ Planos constructivos y planos as-build ∗ Memoria de cálculo y diseño ∗ Catálogos de los equipos instalados, proporcionados por el fabricante.

ANEXOS

Planta de Tratamiento

de Agua Residual

URBANIZACIÓN

“LA CASTELLANA”

GRUPO Nº 3

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URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"


TECNI - CONSTRUCCIONES

Autor: Ing. Eduardo CarriónDISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

GRUPO Nº 3

2.99 250 Diámetro mínimo= 200 mm

753 252 Coef. De Manning(n)= 0.009

Q dis

Long QMD (L/s) S%o Dt Dc Nom Int Qo Qo VoArea trib (ha) DomésticoPOZO

Area del proyecto Sanitario=

Población Futura=

Dotación=

Densidad Po

ha.

hab.

L/hab/día

hab/ha.

Diám. Comerc.

Long. QMD (L/s) S%o Dt Dc Nom. Int. Qo Qo Vo

AS T 1 8 97.078 0.208 0.2077 252 52 0.583 0.121 4 0.6 13 36.99 200 200 181.7 54.02 41.82 1.61 0.01111 0.01435

AS T 8 15 84.06 0.017 0.017 252 4 0.583 0.01 4 0.05 3 19.18 200 200 181.7 25.95 20.09 0.77 0.00193 0.00249

Area trib.(ha) Doméstico

Pob. L/s/ha L/s

POZO

Dens. Calc. diseñoCALLE

De - A (m) Par. Tot. (mm) (mm) (") (mm) (L/s) (L/s) (m/s)Q/Qo Q/Qok

B 8 9 60.48 0.094 0.3013 252 75 0.583 0.176 4 0.87 114 28.3 200 200 181.7 159.96 123.84 4.78 0.00544 0.00703

A T 1 2 63.89 0.092 0.0921 252 23 0.583 0.054 4 0.28 111 18.59 200 200 181.7 157.84 122.20 4.71 0.00177 0.00229

D T 9 16 85.98 0.172 0.1719 252 43 0.583 0.1 4 0.5 13 34.54 200 200 181.7 54.02 41.82 1.61 0.00926 0.01196

C 15 16 61.04 0.094 0.1108 252 27 0.583 0.065 4 0.32 124 19.14 200 200 181.7 166.83 129.16 4.98 0.00192 0.00248

C 16 17 110.16 0.244 0.5268 252 132 0.583 0.307 4 1.5 31 44.31 200 200 181.7 83.41 64.58 2.49 0.01798 0.02323

A T 2 3 68.26 0.117 0.1168 252 29 0.583 0.068 4 0.35 54 23.14 200 200 181.7 110.09 85.23 3.29 0.00318 0.00411

F 3 7 61.66 0.159 0.2759 252 69 0.583 0.161 4 0.8 11 42.51 200 200 181.7 49.69 38.47 1.48 0.01610 0.02080

E 7 10 33 0.045 0.3205 252 80 0.583 0.187 4 0.93 19 40.6 200 200 181.7 65.30 50.56 1.95 0.01424 0.01839

D 2 9 98 94 0 161 0 253 252 63 0 583 0 148 4 0 74 11 41 29 200 200 181 7 49 69 38 47 1 48 0 01489 0 01924D 2 9 98.94 0.161 0.253 252 63 0.583 0.148 4 0.74 11 41.29 200 200 181.7 49.69 38.47 1.48 0.01489 0.01924

B 9 10 72.92 0.128 0.6818 252 171 0.583 0.398 4 1.93 49 44.7 200 200 181.7 104.87 81.19 3.13 0.01840 0.02377

A T 6 5 51.696 0.085 0.0847 252 21 0.583 0.049 4 0.24 24 23.38 200 200 181.7 73.39 56.82 2.19 0.00327 0.00422

DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

88



Long. QMD (L/s) S%o Dt Dc Nom. Int. Qo Qo Vo

A T 5 4 51.92 0.085 0.0846 252 21 0.583 0.049 4 0.24 38 21.45 200 200 181.7 92.35 71.50 2.76 0.00260 0.00336

CALLEPOZO Area trib.(ha) Doméstico

k Q/QoDe - A (m) Par. Tot. Dens. Pob. L/s/ha L/s Calc. diseño (mm) (mm) (") (mm) (L/s) (L/s) (m/s)

Q/Qo

I T 6 13 94 0.165 0.1647 252 41 0.583 0.096 4 0.49 15 33.37 200 200 181.7 58.02 44.92 1.73 0.00844 0.01091

B 13 12 52 0.079 0.2434 252 61 0.583 0.142 4 0.71 10 41.38 200 200 181.7 47.38 36.68 1.41 0.01499 0.01936

H 5 12 94 0.167 0.2512 252 63 0.583 0.146 4 0.73 11 41.08 200 200 181.7 49.69 38.47 1.48 0.01469 0.01898

B 12 11 52 0.079 0.5733 252 144 0.583 0.334 4 1.63 10 56.52 200 200 181.7 47.38 36.68 1.41 0.03441 0.04444

G 4 11 94 0.154 0.2385 252 60 0.583 0.139 4 0.7 11 40.44 200 200 181.7 49.69 38.47 1.48 0.01409 0.01820

D 11 14 33.22 0.049 0.8613 252 217 0.583 0.502 4 2.42 11 64.38 200 200 181.7 49.69 38.47 1.48 0.04870 0.06291

E 10 14 37.87 0.09 1.0925 252 275 0.583 0.638 4 3.04 9 72.82 200 200 181.7 44.94 34.80 1.34 0.06764 0.08736

E 14 17 66.45 0.133 2.0864 252 525 0.583 1.217 4 5.64 6 99.07 200 200 181.7 36.70 28.41 1.1 0.15369 0.19852

C 17 18 15 8 0 036 2 6491 252 667 0 583 1 545 4 7 09 7 104 9 200 200 181 7 39 64 30 69 1 18 0 17887 0 23102C 17 18 15.8 0.036 2.6491 252 667 0.583 1.545 4 7.09 7 104.9 200 200 181.7 39.64 30.69 1.18 0.17887 0.23102

H T 12 18 86.94 0.103 0.1032 252 26 0.583 0.06 4 0.3 20 26.31 200 200 181.7 67.00 51.87 2 0.00448 0.00578

C 18 19 52 0.081 2.8329 252 713 0.583 1.65 4 7.55 7 107.4 200 200 181.7 39.64 30.69 1.18 0.19048 0.24601

I T 13 19 88.48 0.155 0.1547 252 39 0.583 0.09 4 0.45 9 35.58 200 200 181.7 44.94 34.80 1.34 0.01001 0.01293


87



Ancho de zanja= 0.6

Diametro interno de pozo=

V V²/2g R/D R T dCota BateaCota Clave

COTAS CONSTRUCTIVAS A LA ENTRADA Y SALIDA DEL POZOPOZOProf a claveCota RasanteV V²/2g R/D R Tramo de

Cabecera

De A De A0.35820 0.58 0.0171 0.05360 0.00974 2033.24 2031.99 2032.04 2030.793 2031.85 2030.6022 1.2 1.2 1 8 T 1.2 1.2 1.4 1.4

0.21036 0.49 0.0122 0.02412 0.00438 2031.993 2031.73 2030.793 2030.53 2030.6 2030.3392 1.2 1.2 8 15 T 1.2 1.2 1.4 1.4

Corte

Cota Batea

Prof. a clave

Cota Clave ENTRADA Y SALIDA DEL POZOPOZOProf. a claveCota Rasante

A De AV/Vo

(m/s) (m) De A De De AA(m) (m) De

0.28855 1.38 0.0971 0.03875 0.00704 2031.993 2025.1 2030.793 2023.9 2030.6 2023.7092 1.2 1.2 8 9 1.3 1.2 1.5 1.4

0.20491 0.97 0.048 0.02319 0.00421 2033.24 2026.18 2032.04 2024.98 2031.85 2024.7892 1.2 1.2 1 2 T 1.3 1.2 1.5 1.4

0.33897 0.55 0.0154 0.04934 0.00896 2025.1 2024.17 2023.9 2022.77 2023.71 2022.5792 1.2 1.4 9 16 T 1.2 1.4 1.4 1.6

0.21010 1.05 0.0562 0.02407 0.00437 2031.73 2024.17 2030.53 2022.97 2030.34 2022.7792 1.2 1.2 15 16 1.3 1.1 1.5 1.3

0.41428 1.03 0.0541 0.06666 0.01211 2024.17 2020.74 2022.97 2019.54 2022.78 2019.3492 1.2 1.2 16 17 1.2 1.2 1.4 1.4

0.24505 0.81 0.0334 0.03033 0.00551 2026.18 2022.49 2024.98 2021.29 2024.79 2021.0992 1.2 1.2 2 3 T 1.2 1.2 1.4 1.4

0.40071 0.59 0.0177 0.06341 0.01152 2022.49 2021.82 2021.29 2020.62 2021.1 2020.4292 1.2 1.2 3 7 1.2 1.2 1.4 1.4

0.38607 0.75 0.0287 0.05997 0.01090 2021.82 2021.5 2020.62 2020.001 2020.43 2019.8102 1.2 1.5 7 10 1.2 1.5 1.4 1.7

0 39138 0 58 0 0171 0 06121 0 01112 2026 18 2025 1 2024 98 2023 9 2024 79 2023 7092 1 2 1 2 2 9 1 2 1 2 1 4 1 40.39138 0.58 0.0171 0.06121 0.01112 2026.18 2025.1 2024.98 2023.9 2024.79 2023.7092 1.2 1.2 2 9 1.2 1.2 1.4 1.4

0.41716 1.31 0.0875 0.06736 0.01224 2025.1 2021.5 2023.9 2020.301 2023.71 2020.1102 1.2 1.2 9 10 1.2 1.2 1.4 1.4

0.24694 0.54 0.0149 0.03068 0.00557 2023.32 2022.88 2022.12 2020.88 2021.93 2020.6892 1.2 2 6 5 T 1.2 2.0 1.4 2.2


89



V V²/2g R/D R Tramo de

Cabecera

De A De A0.23041 0.64 0.0209 0.02765 0.00502 2022.88 2022.51 2021.68 2019.71 2021.49 2019.5192 1.2 2.8 5 4 T 1.2 2.8 1.4 3.0

Cota Rasante Cota Clave Cota Batea

De A De A

Prof. a clave POZO ENTRADA Y SALIDA DEL POZO

De A(m/s) (m) (m) (m)V/Vo Prof. a clave Corte

De A De A

0.32965 0.57 0.0166 0.04732 0.00860 2023.32 2022.27 2022.12 2020.67 2021.93 2020.4792 1.2 1.6 6 13 T 1.2 1.6 1.4 1.8

0.39210 0.55 0.0154 0.06138 0.01115 2022.27 2021.85 2021.07 2020.55 2020.88 2020.3592 1.2 1.3 13 12 1.2 1.3 1.4 1.5

0.38982 0.58 0.0171 0.06085 0.01106 2022.88 2021.85 2021.68 2020.65 2021.49 2020.4592 1.2 1.2 5 12 1.2 1.2 1.4 1.4

0.50318 0.71 0.0257 0.08923 0.01621 2021.85 2021.51 2020.55 2020.01 2020.36 2019.8192 1.3 1.5 12 11 1.3 1.5 1.5 1.7

0.38486 0.57 0.0166 0.05969 0.01085 2022.51 2021.51 2021.31 2020.31 2021.12 2020.1192 1.2 1.2 4 11 1.2 1.2 1.4 1.4

0.55791 0.83 0.0351 0.10418 0.01893 2021.51 2021.16 2020.31 2019.96 2020.12 2019.7692 1.2 1.2 11 14 1.2 1.2 1.4 1.4

0.61462 0.82 0.0343 0.12046 0.02189 2021.501 2021.16 2020.301 2019.96 2020.11 2019.7692 1.2 1.2 10 14 1.2 1.2 1.4 1.4

0.77913 0.86 0.0377 0.17193 0.03124 2021.16 2020.74 2019.96 2019.54 2019.77 2019.3492 1.2 1.2 14 17 1.2 1.2 1.4 1.4

0 81313 0 96 0 047 0 18331 0 03331 2020 74 2020 93 2019 54 2019 43 2019 35 2019 2392 1 2 1 5 17 18 1 2 1 5 1 4 1 70.81313 0.96 0.047 0.18331 0.03331 2020.74 2020.93 2019.54 2019.43 2019.35 2019.2392 1.2 1.5 17 18 1.2 1.5 1.4 1.7

0.27187 0.54 0.0149 0.03544 0.00644 2021.85 2020.93 2020.65 2018.93 2020.46 2018.7392 1.2 2 12 18 T 1.2 2.0 1.4 2.2

0.82753 0.98 0.049 0.18820 0.03420 2020.93 2021.28 2018.93 2019.28 2018.74 2019.0892 2 2 18 19 2.0 2.0 2.2 2.2

0.34713 0.47 0.0113 0.05113 0.00929 2022.27 2021.28 2020.87 2020.08 2020.68 2019.8892 1.4 1.2 13 19 T 1.4 1.2 1.6 1.4


TECNI - CONSTRUCCIONES 90


FECHA DEL INFORME: 2009-06-01

UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA

INFORME No. 28SOLICITUD DE ANALISIS: 8663

DATOS DEL CLIENTE:F NOMBRE: Urbanización La Castellan

UBICACIÓN: Barrio Amable MaríaTELÉFONO: 084234724

DATOS GENERALES DE LAS MUESTRAS:F DESCRIPCION

(TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.)

Muestra 1: Aguas Residuales del Pozo N 19 Fecha de Recolección: 28/05/2009 Hora de Recolección:Muestra 2: Aguas Residuales del Pozo N 19 Fecha de Recolección: 30/05/2009 Hora de Recolección:

1 Muestra 3: Aguas Residuales del Pozo N 19 Fecha de Recolección: 01/06/2009 Hora de Recolección:1 CONDICION: Las muestras son compuestas y llegan en envases plásticos de 3 litros y refrigeradas.1 FECHA DE RECEPCION: 2009-05-241

1 INFORMACIÓN GENERAL:1 El informe de ensayo no se puede reproducir parcialmente, excepto en su totalidad con la aprobación escrita del laboratorio.

1 Los resultados representan exclusivamente la muestra (s) analizada (s).

1 Los ensayos marcados con ( ) no están incluidos en el alcance de la acreditación del OAE.

1 Los ensayos marcados con ( ) no están incluidos en el alcance de la acreditación de A2LA.

06H00 ‐ 18H0006H00 ‐ 18H0006H00 ‐ 18H00

y ( )

## Las opiniones, interpretaciones, etc., que se indican a continuación, están fuera del alcance de acreditación del OAE y A2LA.

1 U: Incertidumbre expandida con un 95% de confianza.

*Norma de calidad ambiental y descarga de afluentes:Recurso Agua/Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce

1 n/a: No aplica.

1 n/d: No disponible.

1 n/e: No especifica.

11

1 RESULTADOS:1

< LDD: Resultado menor que el límite de detección del método

ÓFECHA DE ANÁLISIS REQUISITOS DEL PRODUCTO FUENTE DE 1

1 INICIO FIN Mín. Máx.

Muestra 1pH 2009-05-25 2009-05-25 <LDD 0.01 5 033 5 9 *

Solidos Disueltos 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 2640.000 n/d n/d - - *

Solidos Totales 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 7.000 n/d n/d - 1600 *

Sólidos en Suspensión 2009-05-26 2009-05-26 mg/l 3.200 n/d n/d - 100 *

DBO 2009-05-25 2009-05-30 mg/l 1314.000 n/d n/d - 100 *

DQO 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 3280.000 n/d n/d - 250 *

Manganeso 2009-05-26 2009-05-26 mg/L 0.100 n/d n/d - 2 *

Hierro 2009-05-26 2009-05-26 mg/L 0.740 n/d 0.5 - 10 *

Sulfatos 2009-05-26 2009-05-26 4 000

DETERMINACIÓNFECHA DE ANÁLISIS

MÉTODO UNIDAD RESULTADOS U LDDREQUISITOS DEL PRODUCTO FUENTE DE

LOS REQUISITOS O

AOAC 973.41

LIA-TDS-C0150

LIA-ST-001

LIA-SS-001

LIA- DBO5- 001

LIA- DQO- 001

Absorción atómica. Llama


LIA-HACH-8038Sulfatos 2009-05-26 2009-05-26 4.000

Cloro Libre Residual 2009-05-26 2009-05-26 0.000

Cianuros 2009-05-25 2009-05-25 0.023

Fósforo 2009-05-27 2009-05-27 mg/l 0.040 n/d n/d - - *

Nitrogeno del Nitrato 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 90.000 n/d n/d - - *

Nitrogeno del Nitrito 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 0.000 n/d n/d - - *

Coliformes Totales 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml <LDD 7% <1

Coliformes Fecales 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 16.000 7% <1

E.coli 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 6% <1

Muestra 2pH 2009-05-25 2009-05-25 8.020 0.01 5 033 5 9 *

Solidos Disueltos 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 273 000 n/d n/d - - *

LIA-HACH-8171

LIA-HACH-8507

LIA-PO-001

AOAC 973.41

LIA-TDS-C0150

Estándar Methodos 9222 G



LIA-HACH-8038


Equipo NOVA




DBO 2009-05-25 2009-05-30 mg/l 1274.000 n/d n/d - 100 *

DQO 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 1866.000 n/d n/d - 250 *


Hierro 2009-05-26 2009-05-26 mg/L 0.330 n/d 0.5 - 10 *

Sulfatos 2009-05-26 2009-05-26 92.000


Cianuros 2009-05-25 2009-05-25 <LDD

Fósforo 2009-05-27 2009-05-27 mg/l 0.000 n/d n/d - - *

Nitrogeno del Nitrato 2009 05 25 2009 05 25 mg/l 4 900 n/d n/d *

LIA-TDS-C0150

LIA-ST-001

LIA-SS-001

LIA- DBO5- 001

LIA- DQO- 001



LIA-HACH-8038


Equipo NOVA

LIA-PO-001

LIA HACH 8171Nitrogeno del Nitrato 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 4.900 n/d n/d - - *


Coliformes Totales 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 4400.000 7% <1


E.coli 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 79000.000 6% <1

DISEÑO DE PLANTA DE TRETAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

LIA-HACH-8507




LIA-HACH-8171



Muestra 3pH 2009-05-25 2009-05-25 6.310 0.01 5 033 5 9 *




AOAC 973.41

LIA-TDS-C0150

LIA-ST-001

LIA-SS-001

DBO 2009-05-25 2009-05-30 mg/l 1054.000 n/d n/d - 100 *

DQO 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 1300.000 n/d n/d - 250 *


Hierro 2009-05-26 2009-05-26 mg/L 0.270 n/d 0.5 - 10 *

Sulfatos 2009-05-26 2009-05-26 4.000


Cianuros 2009-05-25 2009-05-25 <LDD

Fósforo 2009-05-27 2009-05-27 mg/l 0.000 n/d n/d - - *

Nitrogeno del Nitrato 2009-05-25 2009-05-25 mg/l 1.200 n/d n/d - - *


Coliformes Totales 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 420.000 7% <1

LIA- DBO5- 001

LIA- DQO- 001



LIA-HACH-8038


Equipo NOVA

LIA-PO-001

LIA-HACH-8171

LIA-HACH-8507



E.coli 2009-05-25 2009-05-25 ufc/100 ml 8300.000 6% <1

DOCENTE-INVESTIGADOR

FIN DEL INFORME

Ing. Celso Romero Ing. Silvio Aguilar



DOCENTE-INVESTIGADOR

FIN DEL INFORME

DISEÑO DE PLANTA DE TRETAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES


P á t d Di ñ

Planta de Tratamiento de Aguas ResidualesURBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"


Parámetros de Diseño:Población: 753 hab DBO= 380 mg/L

Area de la Planta: 0.25 Ha Qmín= 6.97 L/sn de Manning: 0.013 Qmedio= 8.15 L/s

Qmáx= 18.61 L/s

Carga Unitaria: Carga Orgánica:CU /h b CO K /díCU= 9.391501 mg/hab.s CO= 611.00352 Kg/díaCU= 811.4257 gr/hab.día

CAJÓN DE ENTRADA:Ancho= 0.5 m y= 0.15 m

DISEÑO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTO

Ancho 0.5 m y 0.15 mLargo= 0.5 m V= 1.34 m/s

Tiempo de Caída: Distancia a la que debe ir la pantalla:t= 0.174874 s x= 0.2343316 m

Xadoptado= 0.25 m

CANAL DE LLEGADA:CANAL DE LLEGADA:Ancho= 0.3 m a= 12.5 º

J= 1.3 %

Longitud de Transición:Lt= 0.5 m

*V ifi ió d l l id d l C d l Má i

(0.70 < V < 2.0)m/s

*Verificación de la velocidad para el Caudal Máximo:K= 0.052609 A= 0.0168111 m2d= 0.056037 m P= 0.412074 md= 6 cm R= 0.0407963 mV= 1.039383 m/s Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Medio:K AK= 0.023039 A= 0.0091077 m2d= 0.030359 m P= 0.360718 md= 3 cm R= 0.0252488 mV= 0.754841 m/s Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Mínimo:K= 0.019704 A= 0.0081094 m2d Pd= 0.027031 m P= 0.3540624 md= 3 cm R= 0.0229038 mV= 0.707348 m/s Cumple


URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"Altura del Canal=

h= 0.4 m BL= 0.1 mH= 0.56 m


*Resumen del Diseño del Canal de Llegada:Ancho= 0.3 m Tirante= 6 cmAltura= 0.56 m Longitud= 1 m

CRIBAS Y REJILLAS DE DESBASTE:

s= 2.5 cm ∅= 1 cm

(0.40 < V < 0.75)m/s del Caudal MEDIO

s 2.5 cm ∅ 1 cm

Ancho de la zona de desbaste: Número de rejillas:b= 0.4 m n= 11

*Verificación de la velocidad para el Caudal Medio:K= 0.010698 A= 0.0068711 m2d= 0.017178 m P= 0.4343557 md 0.017178 m P 0.4343557 md= 2 cm R= 0.0158192 mV= 0.552693 m/s Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Mínimo:K= 0.009149 A= 0.006118 m2d= 0.015295 m P= 0.4305898 md= 2 cm R= 0.0142083 md= 2 cm R= 0.0142083 mV= 0.514506 m/s Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Máximo:K= 0.024428 A= 0.0126828 m2d= 0.031707 m P= 0.4634142 md= 3 cm R= 0.0273682 mV= 0.796513 m/s CumpleV= 0.796513 m/s Cumple

*Pérdidas de Energía en la Rejilla (Según Kirshmer):β= 1.79 q= 45 º

Qmedio= hv= 0.032336 H= 1.2E-02

*Pérdidas en la rejilla (Según EX – IEOS: Hmín=0.15m), por lo que adopto:Pérdidas en la rejilla (Según EX IEOS: Hmín=0.15m), por lo que adopto:

H = 0.2 m

Área de la rejilla: Tirante de Agua en la Rejilla:A= 0.010232 y= 0.0255802 m

Altura de la Rejilla:Hrej= 0 12558 m Altura muy baja por lo que adopto:Hrej= 0.12558 m Altura muy baja, por lo que adopto:

Hrej-adop= 0.35 m


URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"Longitud de la Rejilla: Volumen de agua diaria:

L= 0.5 m V= 1607.904 m3

*Según EX - IEOS: Material cribado retenido según aberturas de cribas


Abertura (mm) Cantidad (a) (l/m3)20 0.03825 0.02330 0.02340 0.009

51 <<hb

Volumen de Material Retenido:Vmat= 0.036982 m3

*Resumen del Diseño del Canal de Cribado:ancho= 0.4 m Sep entre rej= 2.5 cmAltura= 0.35 m Diam de rej= 1 cmLongitud= 1 m Núm de rej= 11

51 <<hb

Longitud= 1 m Núm de rej= 11

DESARENADOR

*Según EX - IEOS: La velocidad de Flujo a la entrada del desarenador se encuentra en un rango de 0.24 m/s - 0.36 m/s

51 <<hb

Diámetro de particulas a sedimentar:Vadop= 0.24 m/s ∅ part= 0.15 mm

Área: Ancho adoptado del desarenador:A= 0.077542 m2 b= 0.4 m

Tirante de agua: Longitud de Transición al desarenador:

51 <<hb

ha= 0.193854 m Lt= 0 m

Para desarenadores de flujo horizontal(Según: el Manual de Depuración URALITA)

b/h= 2.06 si cumple

Según ex – IEOS, altura de sedimentación (hs) de 0.20 m Ht=ha+hs

51 <<hb

Altura Total:Ht= 0.4 m

Se considera un tiempo de retención ≥90 s y se realizará una limpieza cada 15 días.Tr= 90 s

Volumen que pasa por el desarenador a los 15 días: T= 15 díasVol= 24118.56 m3

51 <<hb


51 <<hb

URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"La cantidad de arena recogida por el desarenador, según el Texto de la Dra. Petia Mijaylova Nacheva pag. 81, varía de 7,5 a 90 lts por cada 1000 m³ de AR.

Varena adoptado= 45 por cada 1000 m³ de AR


Varena recogida= 1.09 m3

Longitud del desarenador (según Ex IEOS): Tasa de Aplicación entre (25 - 50) m/h

Tasa de Aplic adop= 30 m/h

Area Superficial Longitud:bh

VL

s

srd *

=

As= 2.2332 m2 L= 6.8125 m

Según ex IEOS, a la longitud se debe incrementar entre el 30% y 50%.

Increment adoptado= 40 % Lu= 9.5 m

25≥hq

Lu

Según ex IEOS, la relación entre el largo y la altura es mínimo 25

Si Cumple → Lu= 10 m

Lu diseño = 10 m

*Chequeo de la eficiencia hidraulica del desarenador:

25≥hq

Lu

*Chequeo de la eficiencia hidraulica del desarenador:

Volumen útil: Periodo de retención:Vútil= 1.6 m3 Tr= 86 s

*Resumen del Diseño del Desarenador:Ancho= 0 4 m Borde Libre= 0 1 m

Diseño Satisfactorio

25≥hq

Lu

Ancho= 0.4 m Borde Libre= 0.1 mLongitud= 10 m Altura Total= 0.5 m

DECANTADOR PRIMARIO:

P l Di ñ d l D t d P i i id i t bl

DISEÑO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

25≥hq

Lu

Para el Diseño del Decantador Primario, se consideran varias tablas.El decantador a diseñar es de sección RECTÁNGULAR.

V. Mínimo1

0.8D. Rectángular 1.3 1.5

Decantación V. Típico V. MáximoD. Circular 1.5 2

VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MEDIO (m/h)

25≥hq

Lu

Vadoptada= 1.3 m/h 22.569231 m2


Superficie de Decantación=

bhV

Ls

srd *

=

25≥hq

Lu


V. Mínimo21.8

96

Decantación V. Típico V. MáximoD. Circular 2.5 3


D. Rectángular 2.2 2.6

VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MÁXIMO (m/h)

Vadoptada= 2.2 m/h 30.452727 m2

V. Mínimo1.51

Q. Medio 2 3Q. Máximo 1.5 2

Superficie de Decantación=

TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)Decantación V. Típico V. Máximo

Qmedio: Volumen de Decantación= m3Qmáx: Volumen de Decantación= m3

Para determinar las dimensiones de estos decantadores, se debe realizar algunos tanteos, de manera queal imponernos valores de L y H, las relaciones adimensionales de L/ h y L/b presenten valores dentrode los rangos permitidos los cuales se presentan en la siguiente tabla

Q

58.68100.494

RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES

Valor típico--15

L 5 90L / h 5 40

de los rangos permitidos, los cuales se presentan en la siguiente tabla

Decantación Valor minimo. Valor máximo

154.53

L= 10 L cumple L/h= 6.6667h= 1.5 H cumple L/b= 6.6667b= 1.5

Dimensiones ÓptimasDimensiones Óptimas

L / b 1.5 7.5H 1.5 3

L / h 5 40

V. Mínimo55

Carga adoptada= 10 m3/h/m

D. Circular 10 26D. Rectángular 9.5 18

CARGA DE SALIDA DEL VERTEDERO(m3/h/m )Decantación V. Típico V. Máximo

Longitud necesaria de Vertedero:L= 6.6996 m

CONCENTRACIÓN DE FANGOSV. Mínimo

1Decantación V. Típico V. Máximo

SUCCIÓN 1.5 213


POCETAS 5 6SUCCIÓN 1.5 2

URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"EX - IEOS: Tabla X.3: Procesos de Tratamiento y Grados de Remoción.

SS Bacteria Helminto40 - 70 0 - 1 0 - 1

97

Sedimentación Primaria 25 - 40

Proceso de TratamientoRemoción, % Rem., ciclos log10

DBO


40 70 0 1 0 155 - 95 0 - 2 0 - 150 - 92 0 - 2 0 - 1

© 1 - 2 0 - 180 - 95 1 - 2 0 - 1

© 1 - 6 1 - 4


Lagunas Aireadas 80 - 90Zanjas de Oxidación 90 - 98

Lagunas de Estabilización 70 - 85

Sedimentación Primaria 25 40Lodos Activados 55 - 95

Filtros Percoladores 20 - 95

C 10000

QC KQ Medio1

f =


S l ll S #/h b dí 108

Nkjeldal total como N, gr/hab.día 9.3 - 13.7 12

Coliformes totales, NMP/hab.día 2x108 - 2x1011 2x1011

Sólidos en suspención, gr/hab.día 60 - 115 90NH3-N como N, gr/hab.día 7.4 - 11 8.4

PARÁMETRO INTERVALO VALOR SUGERIDODBO5 días, 20ºC, gr/hab.día 36 - 78 50

C 10000

QC KQ Medio1

f =

*Valores Adoptados:

C1= 6 *Periodo de Limpieza:K1= 40 Tr= 7 díasC= 90 mg/L

Salmonella Sp., #/hab.día 108

Nematodos intestinales, #/hab.día 4x1011

C 10000

QC KQ Medio1

f =

C= 90 mg/L

*Caudal medio de fangos producidos (m³/h)

Qf= 0.422496 m3/día = 0.017604 m3/h

*Volumen de fangos a remover el día de limpieza:

C 10000

QC KQ Medio1

f =

Vf= 2.957472 m3

REACTOR BIOLÓGICO (LECHO BACTERIANO)

DISEÑO DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO

PARÁMETROS DE DISEÑO

C 10000

QC KQ Medio1

f =

Piedra 8 - 30

0.4 - 1.81 - 4

en contínuo40 70S e ficie E ecífic ( 2/ 3) 40 70 80 100

Coeficiente de recirculación 0 1 - 4Aplicación del líquido intermitente en contínuo

Carga Hidráulica (m3/m2*día) 3.4 - 9.4 10 - 50Carga Orgánica (Kg*DBO5/día) 0.25 - 0.5 0.5 - 3

PARÁMETROS DE DISEÑO

CaracterísticasCarga media

material PiedraAlta carga - Material Constituyente

Plástico

C 10000

QC KQ Medio1

f =

40 - 701 - 3


Superficie Específica (m2/m3) 40 - 70 80 - 100 Profundidad útil (m) 1 - 3 3 - 12

C 10000

QC KQ Medio1

f =


Tº mes mas calido: 23 Brazo mecánico80 18.61 l/s0 18Coef de circulación: Tº mes mas frío (T):

DATOSBoquillas:

% de Depuración: Caudal punta:


media 380 mg/litcircular 0.8 m

*Constante de Tratabilidad por Temperatura:(Según: Metcalf y Eddy, en un experimento se determinaron los valores de θ y K25/D10)

θ= 1.03 K25/D10= 0.28 L/s/m2

Tipo de carga: DBO5:Forma del lecho: Altura útil en el lecho:

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000

Area*D/DBO*QpuntaORL 5

S =

θ 1.03 K25/D10= 0.28 L/s/m

K20/D10= 0.22

*Constante de Tratabilidad por Altura:

D25: altura de correlación de acuerdo a planta piloto 6 m

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

K10/D30= 0.61

*DBO en el Afluente:

Se= 76.00 mg/lit

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

*Área necesaria:A= 201.00 m2

*Comprobación de las Cargas Hidráulicas:

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

(HLR)s = 8.00

*Comprobación de Carga Orgánica:

(ORL)s = 3.80 Kg/m3*día Cumple Carga

Diámetro adoptado para el Lecho: 16.00 m

Cumple Cargas

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

Altura del Lecho: 1.00 m

DECANTADOR SECUNDARIO:

*Sólidos en Suspensión:

( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

Sólidos en Suspensión:SS= 60.00 mg/l


( ) n

1

T/30 D*K

Se/SiLnQA ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

( ) ( ) ( )1000


S =

URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"*Concentración de sólidos en suspensión en la entrada del decantador

SSi= 54.00 mg/l

*Concentración de sólidos en suspensión admitidos en el vertido


SS= 32.40

*Velocidad Ascencional en el Decantador

V= 1.06 m/H

*Superficie de Decantación: *Tiempo de retención:

A= 63.20 m2 Tr= 1.50

*Volumen de Decantación:

V= 100.49 m3

RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES

Valor típicoDecantación Valor minimo. Valor máximoValor típico--154.53

L= 10 L cumple L/h= 6.6667h= 1 5 H cumple L/b= 6 6667

H 1.5 3

Dimensiones ÓptimasDimensiones Óptimas

L / h 5 40L / b 1.5 7.5

Decantación Valor minimo. Valor máximoL 5 90

h= 1.5 H cumple L/b= 6.6667b= 1.5

*Cantidad de Lodos producidos:Pi= 83.10097 Kg/día

*Volumen de Lodos por día:

Dimensiones Óptimas

*Volumen de Lodos por día:V= 0.083101 m3/día = 2.493 m3/mes

*Periodo de limpieza adoptado cada: 12 meses

*Coeficiente de digestión de lodos: 0.5

*Cantidad de Fangos a remover en el periodo de limpieza:*Cantidad de Fangos a remover en el periodo de limpieza:Cp= 14.958175 m3



DISEÑO DEL TRATAMIENTO TERCIARIO


ERAS DE SECADO DE LODOS:

TIPOS DE FANGOS PRODUCIDOS EN UNA EDAR:

Valor típico0.09 - 0.140.11 - 0.160 16 - 0 23Primario y Activado Digerido 0 11 - 0 14

Tipo de Fango Valor máximoPrimario Digerido 0.07 - 0.1

Primario y Humus Digerido 0.09 - 0.110.16 - 0.230.18 - 0.23

Valor Adoptado= 0.1 m2/hab

Primario y Activado Digerido 0.11 - 0.14Primario y Quimicamente 0.11 - 0.14

*En el presente proyecto trataremos un lodo primario digerido, por lo que tomaremos el valor de 0.1 m² / hab, para eras cubiertas.

*Superficie de las eras de Secado: *Altura adoptada para las eras de secado:S= 75.3 m2 h= 0.5 m

*Número de eras a construir:N= 2 unidades

*Superficie para cada era: *Volumen de Lodos a almacenar:*Superficie para cada era: *Volumen de Lodos a almacenar:Sc= 37.65 m2 V= 18.825 m3

*Volumen de las dos Eras: *Volumen Total de lodos producidos en los tratamientos:Vtotal= 37.65 m3 Vtt= 0.51 m3/día

*Tiempo de Remoción de Lodos: *Volumen de lodos a remover el día de limpieza:Tr= 2 meses VTTL= 30 335818 m3Tr= 2 meses VTTL= 30.335818 m3Tr= 60 días

*Ancho de las Eras de secado: (Según EX - IEOS: 3m ≤ B ≤ 6m)B= 3 m

*Longitud de las Eras de Secado:L= 4 m

ERAS DE SECADO CUMPLEN DISEÑO

L= 4 m




Datos:Caudal de diseño (l/s) = 18.61 0.01861 m3/sTemperatura del agua °C = 22Tubería PVC: C = 150N. horas de bombeo/d = 9 hP. espfc. del agua residual = 9.81 KN/m3

Cálculos de diámetros:

Tubería de impulsión: hi = 2.00 m

Según ecuación de Bresse:

Di = 0.140 m Di = 6 "Di = 6 " Tomamos el diámetro comercial.

Por lo tanto la velocidad en la tubería será: Vi ≤ 1.5 m/s

Vi = 1.21 m/s < 1.5 m/s ok

Tubería de succión: hi = 0.00 m

Tomando el diámetro comercial superior, se tiene 10" 0.250 m

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO

/s)Q(m*X*1.3D(m) 3(1/4)=

Q/AVi(m/s) =

p

0.6 0.90 Ds = 8 "Ds = 0.200 m

Vs = 0.60 m/s CUMPLE

Cálculo de la altura dinámica de elevación: hest (m) = hi + hs

hest = 2.00 m

Pérdidas en la succión: Di = 0.200 mDi = 8 "

Se calculan por longitudes equivalentes:

Válvula de pie con coladera: 52Reducción exentrica (6D) 1.2Entrada de borda 7.5Longitud de tuberia recta 0.00Long. Equivalente total 60.7 m

Utilizando la ecuación de Hazen-Willians:


≤ Vs(m/s) ≤

(Tabla 7-5 Elementos de diseño para acueductos y alcantarillado. López Cualla R.,pág. 137, como Anexo 6-2-A)

/s)Q(m*X*1.3D(m) 3(1/4)=

Q/AVi(m/s) =

54.063.2 ***2785.0 JDCQ =


URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"despejando la pérdida de carga total (J):

C= 150 para PVCJ= 0.00158 m/m

Pérdidas en la succión (hs): = J x Let. 0.10 m

Pérdida en la impulsión: Di = 0.140 m 0.150 mDi = 6 " 6 "

Diam. Comercial.Se calculan por longitudes equivalentes:

Codo de radio largo 90° (1) 4.3Entrada de borda 6Longitud de tuberia recta 2.00Long. Equivalente total 12.3 m

Utilizando la ecuación de Hazen-Willians:

despejando la pérdida de carga total (J):

C= 150 para PVCJ= 0.00641 m/m

Pérdidas en la impulsión (hi): = J x Let. 0.08 m

Altura de velocidad en la descarga (Vi):

Hv = 0.07 m

Altura dinámica total de elevación (Ht) = 2.24 m

(Tabla 7-5 Elementos de diseño para acueductos y alcantarillado. López Cualla R.,pág. 137, como Anexo 5)

gVHv*2

2

=

80%

Cálculo de la Potencia:donde:alfa= peso espicifico del agua residual (KN/m³)Ht= altura dinámica total de elevación (m)e= eficiencia (%)

Pb = 0.51 KW

0.61 kW

0.82 HP ~ 1 HP


Pm = 2.26 x 1.20 =

Eficiencia de la bomba =

Con los valores de caudal y la altura dinámica de elevación, se puede seleccionar la bomba a partir de las curvas características suministradas por los fabricantes, teniendo en cuenta que se debe trabajar con una eficiencia alta, (recomendable trabajar con valores de eficiencia mayores del 60%).

Se recomienda un factor de seguridad de 1.15 a 1.2 veces la potencia de la bomba, para evitar el recalentamiento de éste y tener en cuenta las pérdidas mecánicas de transmición de energía. Por lo tanto la potencia del motor requerida será de:

gVHv*2

2

=

eHtQPb **γ

=


Pérdidas localizadas en longitudes equivalentes (en metros de tubería recta).


mm. 13 19 25 32 38 50 63 751 100 125 150 200 250 300 350plg. ½ ¾ 1 1¼ 1½ 2 2½ 3 4 5 6 8 10 12 14

Codo 90°Radio largo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 2.1 2.7 3.4 4.3 5.5 6.1 7.3Radio medio 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.8 3.7 4.3 5.5 6.7 7.9 9.5

Pérdidas localizadas en longitudes equivalentes (en metros de tubería recta).

Elemento

Radio medio 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.8 3.7 4.3 5.5 6.7 7.9 9.5Radio corto 0.5 0.7 0.8 1.1 1.3 1.7 2.0 2.5 3.4 4.5 4.9 6.4 7.9 9.5 10.5

Codo 45° 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 1.5 1.9 2.3 3.0 3.8 4.6 5.3Curva 90°

R/D: 1½ 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.3 1.6 1.9 2.4 3.0 3.6 4.4R/D: 1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.0 1.3 1.6 2.1 2.5 3.3 4.1 4.8 5.4

Curva 45° 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.9 1.1 1.5 1.8 2.2 2.5Cu a 5 0 0 0 0 3 0 3 0 0 5 0 6 0 0 9 5 8 5Entrada

Normal 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.6 2.0 2.5 3.5 4.5 5.5 6.2De borda 0.4 0.5 0.7 0.9 1.0 1.5 1.9 2.2 3.2 4.0 5.0 6.0 7.5 9.0 11.0

VálvulaCompuerta 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.4

Globo 4.9 6.7 8.2 11.3 13.4 17.4 21.0 26.0 34.0 45.3 51.0 6.7 85.0 102 120Globo 4.9 6.7 8.2 11.3 13.4 17.4 21.0 26.0 34.0 45.3 51.0 6.7 85.0 102 120Ángulo 2.6 3.6 4.6 5.6 6.7 8.5 10.0 13.0 17.0 21.0 26.0 34.0 43.0 51.0 60.0De pie 3.6 5.6 7.3 10.0 11.6 14.0 17.0 20.0 23.0 31.0 39.0 52.0 65.0 78.0 90.0

RetenciónT. Liviano 1.1 1.6 2.1 2.7 3.2 4.2 5.2 6.3 6.4 10.4 12.5 16.0 20.0 24.0 38.0T. Pesado 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 6.4 8.1 9.7 12.9 16.1 19.3 25.0 32.0 38.0 45.0

Te de pasoTe de pasoDirecto 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.6 2.1 2.7 3.4 4.3 5.5 6.1 7.3Lateral 1.0 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 6.7 8.4 10.0 13.0 16.0 19.0 22.0

Te de salidaBilateral 1.0 1.4 1.7 2.3 2.8 3.5 4.3 5.2 6.7 8.4 10.0 13.0 16.0 19.0 22.0

Salida de Tubería 0.4 0.5 0.7 0.9 1.0 1.5 1.9 2.2 3.2 4.0 5.0 6.0 7.5 9.0 11.0


FUENTE: López C. Ricardo A. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. Pág. 137

PLANOS

Planta de Tratamiento

de Agua Residual

URBANIZACIÓN

“LA CASTELLANA”

GRUPO Nº 3




104

Normas INEN: Código ecuatoriano de la construcción. C.e.c.: Normas para estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, 1992.

Normas del Instituto ecuatoriano de Obras Sanitarias (EX – IEOS): Normas para estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, Agosto de 1993.

Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua Sección: 4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o receptor: agua dulce y agua marina.

METCALF Y EDDY, INC. Ingeniería de aguas residuales. Mc Graw Hill. 3º Edición 1995.

Seoánez Calvo Mariano. Dr Ingeniero de Montes. Depuración de las aguas residuales por tecnologías ecológicas y de bajo costo. Ediciones Mundi-Prensa. 2005.

Seoánez Calvo Mariano. Dr Ingeniero de Montes. Aguas Residuales: Tratamientos por humedales artificiales. Ediciones Mundi-Prensa. 1999.

Tratamiento natural de aguas residuales municipales. Ing. Jesus Manuel Acevedo Trejo, Raúl Arrioja Juárez, M.Sc.

Disponible en: http://roble.pntic.mec.es/~mbedmar/iesao/quimica/ph.htm Dome E, Contaminación por Nitratos y Nitritos (Agua y Alimentos),2007. Disponible en: www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/ContamNitr.htm Generalitat de Catalunya, Marzo de 2008. Disponible en: www.gencat.cat Agencia para sustancias toxicas y el registro de enfermedades ATSDR,

Resumen de salud pública, Manganeso CAS #: 7427-46-2, Octubre de 2007. Guía para el diseño de Desarenadores y Sedimentadores, Organización

Panamericana de la Salud, Lima, 2005.

Agua Residual

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Transcript of Agua Residual