PROYECTO QUIMPAC OQUENDO

AVANCE DE MEMORIA DESCRIPTIVAINDEPENDIZACIN DE REDES DE ALCANTARILLADO Y PTAR DE AGUAS DOMESTICAS

Elaborado por:Franz Polack DocarmoAsesor y Supervisor en Tratamiento de Aguas y Efluentes, Obras Civiles, Redes Sanitarias y Elctricas

22 de Julio del 2013 Quimpac SA

Franz Polack Docarmo 2 PROYECTO QUIMPAC OQUENDOMemoria Descriptiva Independizacin deRedes de Alcantarillado y PTAR de Aguas Domsticas

1. CARACTERSTICAS GENERALES DEL DISEO

1.1 Caractersticas Generales del Diseo de la Red de Alcantarillado.- Quimpac Oquendo cuenta con una Red Sanitaria existente que entrega a la Troncal Industrial que lleva a un Emisor submarino. Para cumplir con las Normas, se debe independizar la Red Sanitaria de la Red Industrial Y Tratar las Aguas domesticas antes de su disposicin final descargndolas al mar. Por ello se esta cortando las redes sanitarias, creando una Troncal de 250 mm como Red Troncal Sanitaria de Alcantarillado con direccin a la Ptar

1.2 Caractersticas Generales del Diseo de la Ptar.-La Ptar que se disea en el presente expediente corresponde a una planta de tratamiento de Aguas Domsticas por un sistema de Lodos Activados por Aireacin Extendida de 60 m3 nominales por da y 74.75m3 por da reales de acuerdo con los requerimientos del proyecto cumpliendo con las normas sanitarias vigentes en el (D.S. 002-2008-MINAM Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para agua) y su relacin con e medio Ambiente. Y con el reglamento nacional de edificaciones. Y el reglamento de vertimientos de la Autoridad Nacional del Agua. Se construye en plancha de acero al carbono de con revestimiento catdico, para evitar la corrosin por la agresividad de las aguas servidas y la cercana al Mar.

2. DATOS BSICOS

2.1 Datos Bsicos de la Red de Alcantarillado.-Todos los Ramales de la red Sanitaria Existente en la primera zona, que desembocan a la Red Industrial, se van a derivar a una troncal Sanitaria de 250mm a construir al lado Izquierdo de la pista que conduce al Mar, que en la 2da etapa contina, recibiendo ramales nuevos, propios de esta nueva etapa. Los ramales existentes antiguos son de 8, 6 y 4 y nuevos sern de 200mm, 160mm y 110mm. De acuerdo a la carga de los baos.

Total Troncal de 250mm a construir en polietileno de alta densidad ---------765m aprox.Total Ramales de 10,8,6 y 4 un 75% existente y un 25% en construccin-1817m aprox.Total Troncal mas Ramales ---------------------------------------------------------2,582m aprox.

2.2 Datos Bsicos de la Ptar.-Capacidad de Diseo de la Planta de tratamiento60m3Ubicacin de ProyectoOquendo CallaoPoblacin Estimada 500 personasPoblacin permanente 24 horas100 personasDotacin de Agua 220 lppPoblacin de 8 horas 400 personasDotacin de Agua 120 lppAltitud20msnmUbicacin Ptar Final 2da Etapa

3. AGUA RESIDUAL CRUDA

Tipo de Agua (Origen) Residual DomsticaPH 6.5-8.5DBO5 350 mg/LSlidos Totales en Suspensin 300 mg/LAceites y Grasas 5 mg/LColiformes Totales 1.1 x 108 NMP/100 mLTemperatura mnima agua residual 15CDetergente al ingreso del agua residual 1 ppm

4. VENTAJAS DE LA PTAR DISEADA

No existe malos olores todas las cmaras inclusive la poza de bombeo tendrn difusores de aire. Limpieza o vaciado parcial al cabo del 1er ao 3900 litros de lodo al 100% por Semana = 58.5L de lodo seco por semana. Efluente de lavado de Platos aceptable si la trampa de grasas deja 5 mg/L. Efluente de lavadoras automticas con trampa de slidos aceptable. Se conserva la temperatura interna del proceso biolgico. Decantador dinmico con ventana de retorno inferior no requiere bomba. Usa difusores tipo plato inatascables de burbuja gruesa y burbuja fina.

5. PTAR PROCESO DE TRATAMIENTO

La Ptar esta diseada de acuerdo a un proceso de lodos activados por aireacin extendida. Es una buena prctica emplear en el tratamiento de efluentes de pequeas poblaciones como la de Quimpac que llega a un total de 500 personas, el proceso de Lodos activados por aireacin extendida, que utiliza una gran masa de microorganismos depositados en una zona aerbica, que permite la oxidacin biolgica de la materia biodegradable entrante.

El proceso de los lodos activados para el tratamiento de aguas de desages domsticos est basado en proporcionar una simbiosis entre las aguas negras y lodos biolgicamente activos. Los lodos se desarrollan inicialmente por una aireacin prolongada bajo condiciones que favorecen el crecimiento de organismos que tienen la habilidad especial de oxidar materia orgnica. Cuando los lodos que contienen estos organismos entran en contacto con las aguas negras, los materiales orgnicos se oxidan, y las partculas en suspensin y los coloides tienden a coagularse y a formar un precipitado que sedimenta con rapidez. Es necesario un control de operacin muy elevado para asegurar que se tenga una fuente suficiente de oxigeno, recomendable entre 1.5 2 mg/lt de oxigeno disuelto evitar sobrepasar en exceso para no gastar mucha energa con el soplador bien diseado. As se lograr que exista un contacto ntimo y un mezclado continuo de las aguas servidas y de los lodos, y que la relacin del volumen de los lodos activados agregados al volumen de aguas negras que estn bajo tratamiento se mantenga prcticamente constante. Todo exceso ser evacuado al digestor de lodos aireado, que luego permitir pasar a la poza de secado un lodo bastante inerte. La Unidad compacta que se va a construir en acero al carbono con revestimiento catdico que consta de los siguientes 9 procesos unitarios:

Nuestro diseo contempla 4 zonas de aireacin 3 de las primeras sirven para el proceso de tratamiento de las aguas domesticas: El 1ro es la casa de maquinas con 2 motores de 4HP 3600 RPM y 2 Sopladores de 84CFM. Y el tablero que controla todos los procesos. El 2do es la poza de bombeo de 10m3 aireada para evitar malos olores. El 3ro es la cmara de rejas de doble reja con separacin 20mm y 10mm con by pass. El 4to es un tanque de ecualizacin y reactor aireado primario con 15m3. El 5to es el reactor principal una poza de aireacin secundaria de 60 m3 El 6to poza es un decantador dinmico, con retorno por abajo y pared de 60 de inclinacin. El 7mo es la Cmara de contacto de 2.5m3 tratamiento terciario y un dosificador de cloro. El 8vo es un digestor aireado de lodos que va a evitar los malos en el Lecho de secado. El 9no en el Lecho de secado de lodos, evapora un buen porcentaje por la radiacin solar. El 10mo es el clarificador del lecho de secado, que devuelve al proceso el agua que separa.

Etapas detalladas:

1era Etapa.- Casa de mquinas con 2 motores trifsicos 380/220V de 4HP 3600 RPM y 2 Sopladores de 84CFM con funcionamiento alternante, temporizado y el tablero. Solo el reactor principal que es la poza de aireacin secundaria recibe 1CFM de aire por m3 por da a tratar. Las dems pozas reciben 0.59CFM por m3 de modo que el tiempo de retencin del sistema equivale con sus 3 pozas efectivas de aireacin a un sistema equivalente con 74.7 m3 por da de tratamiento con 24 horas de retencin, igual a 60 m3 por da con 30 h de retencin. Siendo para los sistemas de aireacin extendida el rango del tiempo de retencin una variable entre con 30 horas tiene un diseo de primer orden, dado que los sistemas con decantador dinmico, con mayor tiempo de retencin, producen menos lodos de desecho.

El sistema equivale a una Ptar de 60 m3 con 30 h de retencin, lo que equivale a una ptar de 74.75me con 24 h de retencin, Como calculo simplificado, adelantamos que requiere en el soplador 74.75 CFM + el requerimiento del digestor de Lodos que tiene una capacidad de 15m3 y una demanda de 0.59 CFM por m3 = 74.75+ 8.85 = 83.6CFM y una presin de 6PSI.

La Presin de 6 Psi equivale a la columna de agua + las perdidas de carga por difusores, por accesorios y por filtro de aire. Se sugiere el Soplador modelo R 200 marca Repicky con 6 Psi y con motor de 3600 RPM y 4HP.

Tablero capacidades y lugares y equipos que controla: Casa de Maquinas con el Tablero y 2 sopladores de 84 CFM 6 PSI alternantes con 2 motores de 4HP 3600 RPM con 2 temporizadores de 24 horas cada 15min. Poza de Bombeo de 10m3 con 3 Bombas sumergibles de 1.5HP: 2 bombas alternantes y una de retn alternante si se requiera hacerla trabajar. Altura dinmica de Bombeo 8 a 9m. Tanque de Ecualizacin de 15m3 con 2 bombas alternantes de 0.75 HP y 2 temporizadores de 24 horas cada 15 minutos. Altura dinmica 3m. Tanque de aireacin con 2 Bombas sumergibles independientes de 0.75 HP con llaves de arranque y parada manual altura dinmica de 3m. Digestor de lodos con una bomba sumergible de 0.75 HP sin temporizador con llave de arranque parada manual. Altura dinmica 3m. Clarificador de la poza de secado de lodos con una bomba sumergible de 0.75 HP con llave de arranque y parada manual. Altura dinmica 4.7m para retornarlo al ecualizador parte de arriba. Una Bomba sumergible de 0.75 HP de retn para remplazar cualquiera de las individuales que falle. Un toma corriente 220V doble para probador, y para bomba dosificadora de cloro. Lnea de tierra. 2da Etapa.- Poza de bombeo de 10 m3 ser aireada para evitar malos olores. Tiene 3 bombas sumergibles de 1.5 HP 2 alternantes y una de retn, para emergencias 4 difusores de Burbuja Gruesa de 12 tipo plato. Entrega con 3 tuberias Clase 15 de 2 (50mm) PVC a la cmara de rejas (2 tubos son de las bombas alternantes y un tubo es de la Bomba de retn en prevencin.Cada Bomba con su lnea de izaje para mantenimiento.

3ra Etapa.- Cmara de Rejas para desbastes de suspendidos gruesos y medianos de manera fsica, con 2 rejas de 20mm y 10mm de separacin volumen total 0,65m3 echa en tanque de acero al carbono con revestimiento catdico y rejas de acero. De la cmara de Bombeo llegan 3 lneas de PVC 2 clase 15 de las 3 Bombas. Y el la salida despus de las rejas va un tubo de 250mm que entrega al ecualizador.

4ta Etapa.- Poza de ecualizacin aireada de 15 m3 que homogeniza el caudal, para el funcionamiento constante de la Ptar y contiene cualquier exceso de caudal en todo tipo de momento punta, Y tiene la ventaja que adems la cmara de bombeo es de 10 m3 de modo que se junta en la homogenizacin de caudales sumando entre ambas pozas 25m3 esto es 10horas de retencin. La cmara de ecualizacin que adems acta como reactor primario. En esta cmara ingresa un tubo de 250mm que proviene de la cmara de rejas. tiene un tiempo de retencin de 6 horas 6 difusores de burbuja gruesa de 12 2 bombas sumergibles alternantes y con temporizadores de 24 horas cada 15 minutos, para que muevan el lodo en horarios pre establecidos hacia el tanque de aireacin secundaria. En el tiempo en que las bombas estn detenidas, tambin existe un rebose de 250mm que permite que el sistema vaya teniendo su flujo durante las 24 horas. Tambin llega un tubo de 40mm proveniente del clarificador del lecho de secado de lodos. El aire que ingresa a todos los tanques aireados, trabaja una hora y descansa 10 minutos, por los temporizadores que tiene el sistema de sopladores para poder efectuar la denitrificacin. Si hubiera cualquier elevacin de aire, se puede detener el sistema hasta por 30 minutos y al contrario puede trabajar seguido si hubiera sobrecarga.

5ta Etapa- Aireador secundario con 26 difusores de 12 de burbuja fina En esta etapa de aireacin, los sopladores son los que suministran el aire necesario que se transporte el oxgeno que se disolver en el efluente y ser usado para la respiracin de los microorganismos (etapa aerobia) y posterior degradacin de la materia orgnica.

Una buena aireacin dentro de los parmetros establecidos, asegurar una marcha satisfactoria de la planta sin producir malos olores. Se sugiere 1.5 a 2 ppm de oxigeno disuelto, trabaja con algo mas, pero no conviene porque se desperdicia energa, de all que es conveniente disear bien el volumen del aire, para que no hayan excesos. Mucho aire, hace que el color del agua se ponga rojiza, seal para que los operadores regulen vlvulas o incrementen el numero de paradas para denitrificacin. Hay que tomar en cuenta que se trabaja con aire disuelto que no es lo mismo que oxigeno disuelto, de tal manera que por cada parte de oxigeno que entra entran aproximadamente 4 partes de nitrgeno, que puede reaccionar produciendo NOx. De all la necesidad de denitrificar el sistema con paradas programadas de l soplador, de 15 minutos y hasta 30 minutos por hora de funcionamiento.

En aproximadamente 8 meses de funcionamiento, ya es necesario controlar los slidos sedimentables, para disponer la evacuacin parcial de los lodos, manteniendo un control del cono inhoff con 400 mL/1000mL. Para este proceso se han diseado 2 bombas sumergibles de control manual de 0,75HP una para retornar lodos y distribuirlos en el aireador y la otra para evacuar parte de los lodos al digestor aireado de lodos.

De la bomba de retorno de lodos se tiende en la parte superior de la lnea un ramal de 40mm con venturi de y desnatador de 1 para succionar las natas del sedimentador y pasarlas al principio del tanque aireador.

Las lneas inferiores de aire son de 110mm que permiten poner unos conectores de media luna desde este tubo al difusor de 12 con rosca de .

La parte superior del tanque tiene 2 tapas de inspeccin para operar las bombas y tomas muestras. Una baranda a ambos lados por la altura sobre el piso 3.3m. Lo mismo de barandas y tapas de inspeccin en el ecualizador en el sedimentador para ver el venturi y en el digestor de lodos la bomba.

El diseo de reactor principal echo de acuedo al reglamento Nacional de edificaciones con un ancho equivalente a la 5ta parte de su largo. Esto es 5:1 para la relacin largo por ancho.

6ta Etapa.- Tanque decantador con ventana en la parte inferior convirtiendo la bajada de lodos en un retorno al tanque de aireacin, por la succin que realiza el flujo de aire hacia arriba en la cmara de aireacin, esto da un muy buen manejo de los lodos cumpliendo efectivamente con la recirculacin del 80% del volumen de agua tratada a manera de sin fin, dando constante mente la vuelta a los lodos. La concentracin del licor mezcla se lleva a cabo muy bien temporizando las bombas del equalizador y la bomba de retorno de aireados segn convenga, con la medicin de los slidos sedimentables y de los voltiles. En el tanque de aireacin. La salida de retorno inferior de lodos evita el manejo de una bomba de retorno o de un venturi de retorno de lodos desde un cnico. Si se aprovecha la bomba continua en el aireador para succionar natas con un venturi skimmer desnatador, que se maneja con una vlvula por la tapa de control segn convenga. Con el desnatado, las aguas que rebosan a la cmara de contacto de cloro quedan perfectamente clarificadas, y luego de una hora de desinfeccin, pasan a la disposicin Final. Al Mar. Y en la medida que el lodo activado madure inclusive se podr regar las reas verdes de la Planta Industrial.

7ta Etapa.- Cmara de contacto con un volumen de 2.5m3 y un dosificador de cloro con regulador de frecuencia y pulsacin, de modo que pueda terminar el proceso. Los sistemas de lodos activados disminuyen un 85 a 95% de la DBO y el saldo por encima de 15ppm es controlado por la cloracin. Asimismo los 10 a la 8va parte de coliformes se pueden bajar con el proceso de lodos activados a 10 a la 6ta de modo que para cumplir con los parmetros interviene el cloro en el proceso, Se recomienda controlar el cloro residual para que no exceda de la norma, de modo que si fuera el caso, luego de la desinfeccin antes de la disposicin final se debe declorar con Bisulfito de sodio, o con una filtracin con carbn activado. Sobre todo estar atentos en los primeros 3 a 4 meses mientras se forma el lodo activado en que el sistema requiere mas control pues al principio esta limitado.

Decantador y Cmara de contacto en vista de Planta

Decantador y Cmara de contacto en elevacin

8va Etapa.- Digestor aireado de lodos. Estimado de lodos Lodo seco al 1.5% = 0.45 x 60m3 da (DBOi- DBOf) / 100 = (0.45 x 60 x 315)/1000= 8.5 kg de lodo seco al 1.5% pero como el lodo sale al 100 = 8.5 x 100/1.5 = 566 kg de lodo hmedo al 100% y en litros siendo la densidad 1.03 = 566/1.03 = 550 litros por da de lodo hmedo al 100%.

En teora este volumen va a llenar el digestor de lodos cada 27 das a partir del 9no mes de funcionamiento del sistema luego de los cuales se debe evacua a la poza de secado de lodos que debe evaporar entre 2.5 y 3% del volumen por la refraccin solar por da. Esto permite que hasta un 90% por mes se pueda evaporar, en tiempo fro va a ser menos y entonces ser til el clarificador de la poza de secado de lodos retornando el agua que destile al ecualizador. Cada cual con su bomba respectiva el digestor para evacuar al lecho de secado y el clarificador para retornar al ecualizador.

9na Etapa.- Poza de Secado de Lodos construida de concreto simple 175 kg/cm3 impermeable con aditivo de 3 por 10 x 1m de capacidad 30 m3 y dren de clarificado con 3.6m3 que permite evacuar diariamente el retorno del clarificado al ecualizador sobre todo en los das fros y as ayudar en parte a la deshidratacin de los lodos. El sistema lleva canto rodado de diferentes medidas para evitar moscas y malos olores Pero ello mas se podra presentar, cuando no existe un digestor. Y no hubiera canto rodado, de modo que el diseo es muy eficaz. El coste es con una acequia central debajo de las piedras que permite escurrir el agua y su fcil retorno desde la cmara siguiente que es el clarificador.

10ma Etapa.- Clarificador del lecho de secado de lodos con un diseo de recepcin bajo el nivel de la acequia central de la poza de secado de lodos va a recibir un flujo de lquido que fcilmente se puede regresar al sistema, ayudando a la deshidratacin por radiacin, con el retorno de parte del agua. Su volumen efectivo es 3.6 m3 y tiene una bomba de 0,75Hp para el retorno de agua al Ecualizador.

6. PROYECCION DEL AGUA TRATADA

Caractersticas del Agua Residual tratada (Agua Tipo III) . PH : 6.5 a 8.5 . DBO5 : 15 mg/L . DQO : 40 mg/L . Oxgeno Disuelto : > 4 . Coliformes Totales : 5000 NMP/100 mL . Coliformes Fecales : 1,000 NMP/100 mL . Slidos en suspensin : 30 mg/L . Aceites y grasas : 1 mg/L

La calidad de los efluentes de la PTAR, permitir cumplir con lo siguiente: a. Lmites Mximos Permisibles (LMP) para efluentes de PTAR aprobados mediante Decreto Supremo N 003-2010-MINAM.b. Estndares de Calidad Ambiental (ECA) para aguas superficiales, correspondientes a la Categora III (Riego de vegetales y bebida de animales), aprobados mediante Decreto Supremo N 002-2008-MINAM.c. Las Directrices Sanitarias de la Organizacin Mundial de la Salud, para reuso sanitario de aguas residual tratada, de acuerdo a lo expresado en el artculo N 150 del Reglamento de la Ley de Recursos Hdricos (Decreto Supremo N 001-2010-AG).

7. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

8. PLANO DE LA PTAR

9. CRONOGRAMA

Atentamente

Ing. Franz Polack Docarmo