172801454-DISENO-DE-FILTRO-LENTO.xls

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

UBICACIÓN DE LA P.T.A. Y CLIMATOLOGIA Tipo y Nombre de la Fuente

RIO TOCACHE

Nombre del Centro Poblado

CONSUELO

Distrito

SAN PABLO

Provincia

BELLAVISTA

Departamento

SAN MARTIN

Ubicación (m.s.n.m.)

523.00

Temperatura Máxima ( ° C )

30.30

Temperatura Mínima ( ° C )

20.10

Temperatura Media ( ° C )

24.60

Precipitación ( mm / año )

2876.00

INFORMACION DEL CAUDAL PROMEDIO ANUAL DEL RIO TOCACHE (m3 / seg) Enero

0.12

Julio

0.12

Febrero

0.12

Agosto

0.12

Marzo

0.12

Setiembre

0.12

Abril

0.12

Octubre

0.12

Mayo Junio

0.12 0.12

Noviembre Diciembre

0.12 0.12

PARAMETROS DE DISEÑO DE LA P.T.A. Población Actual (habitantes)

2,895

Población de Diseño (habitantes)

4,400

Período de Diseño (años) Demanda Per - Cápita ( lt / hab / día ) Coeficiente de Variación de Consumo Horario Coeficiente de Variación de Consumo Diario Porcentaje de Pérdidas de Agua en Red de Distrib. Porcentaje de Pérdidas de Agua en P.T.A.P. Caudal Promedio Actual ( lt / seg. ) Caudal Promedio de Diseño ( lt / seg. )

20.00 150.00 1.30 2.50 20.00% 5.00% 5.03 9.55

Caudal Máximo Diario ( lt / seg. )

12.41

Caudal Máximo Horario ( lt / seg. )

23.87

Caudal a Tratar Recomendado ( lt / seg. )

12.41

Caudal Máximo de la Fuente ( m3 / seg. )

0.12

Caudal Mínimo de la Fuente ( m3 / seg. )

0.12

Caudal Promedio de la Fuente ( m3 / seg. ) Caudal a Tratar Adoptado ( lt / seg. )

0.12 12.41

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

SELECCIÓN DEL TRATAMIENTO DE AGUA Número de Muestras de la Fuente

1

Resultados de los Análisis Físico-Químico y Bacteriológico N° de Muestra

Turbiedad

Color

N° Coliformes

( U.N.T. )

( U.C.)

( NMP / 100 ml. )

1

185

18

1,250

2

0

0

0

3

0

0

0

4

0

0

0

5

0

0

0

6

0

0

0

7

0

0

0

8

0

0

0

9

0

0

0

10

0

0

0

11 12

0 0

0 0

0 0

Promedio

15

2

104

Máximo

185

16

1,250

Mínimo

0

0

0

Tipo de Tratamiento Recomendado : Filtro Lento Tipo de Tratamiento Adoptado : Unidad de Tratamiento

Requerimiento

Unidades

Caudal

Cribado

NO

lt / s.

Desarenador

SI

lt / s.

Pre - Sedimentador

NO

Sedimentador

SI

Pre - Filtro de Grava

NO

Filtro Lento Desinfección

SI SI

lt / s. 1

12.41

2

6.21

lt / s. lt / s. lt / s.

DISEÑO DE DESARENADORES PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

1. PARAMETROS DE DISEÑO Caudal Unitario de Diseño Número de Desarenadores Diámetro de la partícula a remover Temperatura Densidad de la arena Viscocidad del agua Densidad del agua Aceleración de la gravedad

Qd N d T° ds u p g

12.41 1.00 0.005 20.10 2.65 1.002E-02 1.00 9.81

Vs Re Va Vh At H B As L Lf S2 h1 H1

ARENA FINA 0.22 0.11 0.11 0.06 0.219 0.33 1.20 5.97 4.98 6.22 8.00% 0.47 0.80

lt / seg. unds. cm. °C gr/cm3 gr/(cm*seg) gr/cm3 m/seg2

2. DIMENSIONES DE LA ZONA DE DESARENACION Tipo de material a remover Velocidad de Sedimentación Número de Reynolds Velocidad de arrastre de las partículas Velocidad horizontal de la unidad Area transversal de la unidad Altura de sección transversal Ancho de sección transversal Area superficial de la zona de desarenación Longitud de zona de desarenación Longitud final de la zona de desarenación Pendiente del fondo de la zona de decantación Caída del fondo en la zona de sedimentación Profundidad al extremo de la zona de sedimentación

cm/seg m/seg m/seg m2 m m m2 m m m/m m m

3. DIMENSIONES DE LA ZONA DE INGRESO Angulo de transición (divergente suave) Longitud de transición de entrada Velocidad a través del by-pass Area del by-pass Ancho del by-pass Altura del by-pass Diámetro de tubería a usar como by-pass Velocidad de paso a través de la tubería

L1

b h

22.50 1.24 0.80 1.55E-02 0.18 0.09 8 0.38

° m m/seg m2 m m pulg. m/seg

4. DIMENSIONES DE LA ZONA DE SALIDA Altura de agua en el vertedero de salida Coeficiente de velocidad de paso en la salida Velocidad de paso en el vertedero de salida Ancho del canal de salida

H2 m O.K.!

0.032 1.80 0.32 0.55

m m/seg m

Lt

8.01

m.

5. DIMENSIONAMIENTO TOTAL Longitud total de la unidad

DISEÑO DE SEDIMENTADORES PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

1. DIMENSIONAMIENTO DE LA UNIDAD Caudal de diseño Número de Sedimentadores Tasa de desbordamiento Velocidad de Sedimentación Area superficial de la unidad Ancho de la unidad Longitud de la zona de sedimentación Distancia entre cortina y pared de entrada Longitud total de la unidad Relación largo/ancho Altura mínima de la unidad Relación largo/alto

Qd N R Vs As B L2 L1 L L/B H L/H

12.41 1.00 15.00 0.000521 71.50 3.00 23.83 1.00 24.83 8.28 1.80 13.80

VH To S H1 L3 H2

0.23 2.88 8.00% 3.71 3 0.0172

lps m3/m2/día m/s m2 m m m m m

2 COMPORTAMIENTO HIDRAULICO DE LA UNIDAD Velocidad horizontal de la unidad Tiempo de retención de la unidad Pendiente para el fondo de la unidad Altura máxima de la unidad (tolva de lodos) Longitud del vertedero de salida Altura del agua sobre el vertedero

cm/seg horas % m m m

3 DISEÑO DE LA CORTINA DE DISTRIBUCION DE FLUJO Velocidad del agua en los orificios Area de orificios Diámetro de cada orificio Area de cada orificio Número de orificios calculados Número de orificios adoptados Altura de cortina cubierta por orificios Número de orificios en sentido horizontal Número de orificios en sentido vertical Espaciamiento entre orificios Distancia de orificios horizontales respecto a la pared

Vo Ao D ao n n' h N1 N2 a a1

0.12 0.1034 1 1/2 1.10E-03 94.00 48.00 1.08 12 4 0.360 -0.480

4 DISEÑO DEL SISTEMA DE LIMPIEZA Ancho del canal de limpieza Altura del canal de limpieza Area del canal de limpieza Area de compuerta de drenaje Tiempo de vaciado Caudal de diseño de tubería de evacuación

b h' Al Ad T1 Q1

0.23 0.25 0.0575 0.0575 21 108.29

m m m2 m2 minutos lps

m/seg m2 pulg m2 orificios orificios m orificios orificios m m

DISEÑO DE FILTRO LENTO PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

CAUDAL DE DISEÑO Y TASAS DE TRABAJO Caudal de diseño

Qd

Número de unidades aproximado

N

Número de unidades adoptado

N'

Caudal unitario de diseño

12.41

lt / seg.

2.65 >2 filtros

2.00

Qdu

6.21

lt / seg.

Número de turnos de 8 horas c/u.

Nh

3.00

horas

Coeficiente de funcionamiento

C1

1.00

K

1.33

Relación de mínimo costo Velocidad de filtración

Vf

Turbiedad de agua cruda

To

0.25

mt / hr.

8

U.N.T.

g

9.81

mt / seg2

Area superficial

A1

89.38

m2

Ancho aproximado

B

8.19

m

Largo aproximado

L

10.92

m

Ancho adoptado

B'

4.00

mt.

Largo adoptado

L'

15.00

mt.

Area real adoptada

At'

60.00

m2

Velocidad de filtración real

Vf'

0.37

mt / hr

mm.

Aceleración de la gravedad



DIMENSIONAMIENTO APROXIMADO DEL FILTRO

CARACTERISTICAS GRANULOMETRICAS DE ARENA Diámetro efectivo

D10



0.15

Coeficiente de uniformidad

C.U.



2.00

Profundidad inicial el lecho de arena

Ho



1.00

mt.

Profundidad mínima del lecho de arena

Hf



0.30

mt.

Espesor removido en el raspado

R

Frecuencia de raspado

f

Años de operación

Y



0.10

mt.

4.00

vez/año

1.75

años

CARACTERISTICAS GRANULOMETRICAS DE GRAVA Coeficiente de uniformidad

C.U.



1.50

Diámetro de grava en capa de soporte 1

< 1,5 - 4,00 >

1.50

mm.

Diámetro de grava en capa de soporte 2

< 4,00 - 15,00 >

4.00

mm.

Diámetro de grava en capa de soporte 3

< 10,00 - 40,00 >

10.00

mm.

Altura de capa de soporte 1

Hg1

0.05

0.05

mt.

Altura de capa de soporte 2

Hg2

0.05

0.05

mt.

Altura de capa de soporte 3

Hg3

0.10

0.10

mt.

PERDIDA DE CARGA EN ARENA Y GRAVA Material

Coef. Uniformidad

Factor de Forma

Porosidad

u

Lecho filtrante

2.00

0.75

0.40

1.510

Capa de soporte 1

1.50

0.90

0.38

1.278

Capa de soporte 2

1.50

0.90

0.38

1.278

Capa de soporte 3

1.50

0.90

0.38

1.278

Pérdida de carga en arena

0.19

mt.

DISEÑO DE FILTRO LENTO PROYECTO:

CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE , DESAGUE Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN NUEVO BAMBAMARCA

Pérdida de carga en capa de grava 1

1.16E-04

mt.

Pérdida de carga en capa de grava 2

1.63E-05

mt.

Pérdida de carga en capa de grava 3

5.22E-06

mt.

Pérdida de carga total en la grava

1.38E-04

mt.

0.19

mt.

Pérdida de carga total en arena y grava

DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE DRENAJE Velocidad en el dren principal

0.30

mt / seg.

Diámetro aproximado del principal

6.39

pulg.

Diámetro adoptado del principal

6

pulg.

Espacio entre tubería de drenaje y el muro del filtro

0.10

mt.

Longitud aproximada del dren principal

14.80

mt.

Longitud adoptada del dren principal

14.80

mt.

Longitud aproximada de laterales

3.65

mt.

Longitud adoptada de laterales

3.40

mt.

Separación entre laterales recomendada

0.21

mt.

0.71

mt.

Separación entre laterales adoptada

max. 0,30 m/s

max, 2,50 m.

Separación entre lateral y pared de caja del filtro

0.36

Diámetro aproximado de laterales

3

Velocidad mínima recomenda en los drenes laterales

0.65

Número aproximado de laterales

pulg. mt / seg.

19.08

Número adoptado de laterales

19

Separación real entre laterales

0.71

Separación real entre lateral y pared de caja del filtro

0.36

mt.

Caudal que recibe cada lateral

0.16

lt / seg.

Velocidad real en cada lateral

0.04

mt / seg.

0.10

mt.

Separación entre orificios del lateral

mt.

Diámetro de los orificios de los laterales

0.019

mt.

Número aproximado de orificios en cada lateral por fila

15.77

unds.

Número real de orificios en cada lateral por fila Separación real entre orificios Separación entre orificio y tapón de lateral Separación entre orificio y principal

11

unds.

0.15

mt.

-0.02

mt.

0.08

mt.

Caudal por orificio

0.0148

lt / seg.

Velocidad en el orificio

0.0008

mt / seg.

Pérdida de carga en el principal

0.0006

mt.

Pérdida de carga en los laterales

0.000002

mt.

Pérdida de carga en los orificios

0.000000

mt.

Pérdida de carga en la entrada de los laterales

1.0600

mt.

Pérdida de carga en el drenaje

1.0606

mt.

Porosidad de la grava

CRITERIOS DE DISEÑO * El nivel del vertedero de salida puede estar al nivel de la arena, o a 0,30 m. sobre el nivel de arena * El borde libre varia de 0,20 a 0,40 m. * La altura total del filtro varia de 2,50 - 4,00 m. * Hacer asperas las paredes que estén en contacto con la arena, grava para evitar cortocircuitos y efectos laterales

0.35

ANEXOS Cuadro F-1 Forma del grano

f

p

Redondeado

0.90

0.38

Alargado

0.85

0.39

Angular

0.75

0.43

Triturado

0.65

0.48

Arena promedio

0.75

0.40

Cuadro F-2 C.U.

u

1 2

1.00 1.60

3

1.93

Cuando se trabaje con valores de C.U. intermedios se debera interpolar

Cuadro F-3 Temperatura

Densidad

Cuadro F-4 Viscosidad

Velocidad de

Diametro de

Dinámica

sedimentación

partículas

gr/cm*seg

(m/s)

(mm)

°C

Kg/m3

1

999.870

1.728E-02

0.00015

0.010

2

999.970

1.671E-02

0.00060

0.020

3

999.985

1.618E-02

0.0013

0.030

4

1,000.000

1.567E-02

0.002

0.040

5

999.985

1.519E-02

0.003

0.050

6

999.970

1.472E-02

0.004

0.060

7

999.925

1.428E-02

0.006

0.080

8

999.880

1.386E-02

0.008

0.100

9

999.805

1.346E-02

0.015

0.150

10

999.730

1.307E-02

0.021

0.200

11

999.625

1.271E-02

0.032

0.300

12

999.520

1.235E-02

0.042

0.400

13

999.395

1.202E-02

0.053

0.500

14

999.270

1.169E-02

0.064

0.600

15

999.120

1.139E-02

0.083

0.800

16

998.970

1.109E-02

0.100

1.000

17

998.795

1.081E-02

1.000

10.000

18

998.620

1.053E-02

19

997.400

1.027E-02

20

997.070

1.002E-02

AREA (m2)

DIAMETRO (")

21

996.720

9.780E-03

0.000127

1/2

22

996.350

9.540E-03

0.000285

23

995.960

9.320E-03

0.000507

1

24

995.550

9.110E-03

0.000792

1 1/4

25

995.120

8.900E-03

0.001140

1 1/2

26

994.670

8.700E-03

0.002027

2

27

994.200

8.510E-03

28

993.710

8.330E-03

29

993.200

8.150E-03

30

992.670

7.980E-03

3/4

DIAMETROS (pulgadas)

VELOCIDAD TERCERO

SEGUNDO

m/hr

1/4

3/4

3/4

0.1

1.000

1.400

0.700

0.2

0.700

1.000

0.3

0.650

0.950

0.4

0.600

0.5

PRIMERO 1

1

1 1/2

0.900

0.400

0.800

0.600

0.800

0.300

0.700

0.500

0.750

0.275

0.650

0.900

0.400

0.700

0.250

0.600

0.575

0.875

0.375

0.675

0.225

0.575

0.6

0.550

0.850

0.350

0.650

0.200

0.550

0.7 0.8

0.525 0.500

0.825 0.800

0.325 0.300

0.625 0.600

0.175 0.150

0.525 0.500