Informe de La Visita a La Planta de Tratamiento el milagro

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INFORME DE LA VISITA A LA PLANTADE TRATAMIENTO “EL MILAGRO ”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE LA VISITA A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA “EL MILAGRO”

ASIGNATURA: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

DOCENTE: Ing. ALONSO AGUIRRE ALUMNO: PAREDES PAUCAR, Luis Bryan CICLO: VIII GRUPO: A

Cajamarca, Octubre del 2013

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INFORME DE LA VISITA A LA PLANTA DE TRATAMIENTO “EL MILAGRO”

INDICE PAG. INTRODUCCION

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OBJETIVOS

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JUSTIFICACION

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REVISION DE LITERATURA

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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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BIBLIOGRAFIA

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I. INTRODUCCIÓN: El agua es uno de los componentes esenciales para la vida de los seres vivos, especialmente para el ser humano. El desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, siendo el que más destaca el uso potable. Para que el agua sea potable necesita de un tratamiento. Es por ello que el presente trabajo se refiere al marco conceptual obtenido de las visitas a la planta de tratamiento de agua “El Milagro” realizada el día 23 de setiembre del presente año. Dicha planta de tratamiento se provee de aguas captadas del río “El Ronquillo”, donde se hará la operación unitaria de transferencia de sólidos, cribada, sedimentación, filtración. Particularmente el Ingeniero Civil es el encargado de dar todo el tratamiento físico al agua; en diversas estructuras que van desde la captación hasta los filtros que son las últimas estructuras que dan al agua su respectivo tratamiento. Por supuesto que cada estructura tiene un propósito determinado. El tratamiento físico del agua requiere de un verdadero control de cada una de las operaciones de la Planta ya que un descuido puede poner en peligro a la salud e integridad de muchas personas. Es por eso, que en este trabajo, se tratará de aclarar dicho tema, el de la potabilización del agua, a partir de la visita hecha a la “Planta de Tratamiento de Agua: “El Milagro”.

II. OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL:  Conocer las instalaciones y el funcionamiento de la Planta de Tratamiento de Agua “El Milagro”. OBJETIVOS ESPECIFICOS: -

Identificar las etapas para el tratamiento de agua en la Planta “El Milagro”.

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Determinar la función principal de cada etapa para el tratamiento de agua en la Planta “El Milagro”.

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III. JUSTIFICACION Las visitas a las plantas de tratamiento “El Milagro” fueron realizadas con el afán de afianzar nuestros conocimientos en base al procedimiento y diseño de estructuras hidráulicas así como el tratamiento del agua, cuyo proceso va desde la captación hasta la última etapa que es la de desinfección, en la cual ya se puede considerar al agua como potable. Dicha planta se abastece de las captaciones de aguas de los ríos “Grande” y “Porcón.

IV.REVISIÓN DE TÉRMINOS  CAPTACIÓN: Viene a ser una estructura, que sirve para reunir adecuadamente una cierta cantidad de agua, con fines aprovechables. Dicha estructura varía de acuerdo con la naturaleza de la fuente de abastecimiento, su localización y su magnitud. El tipo de toma usual y económica para una ciudad pequeña y de la Sierra es de un manantial, en el que se diseñará la caja de Captación en el punto o puntos de afloramiento, con todos sus accesorios y teniendo en cuenta su protección sanitaria adecuada.  MANANTIALES: Los manantiales son formados donde por cualquier razón el agua subterránea es obligada a aflorar a la superficie. Las condiciones que causan su formación y variedad deben ser estudiadas cuidadosamente cuando ellos son tomados como fuentes de abastecimiento. Los manantiales ofrecen particularidades diferentes según que las capas de agua que los alimentan, atraviesen capas de arena o rocas calcáreas fisuradas. En el interior de los bancos de arena, las capas de infiltración son continuas, regulares, aflorando el agua generalmente en una gran extensión. Los manantiales abundantes son raros en estos terrenos pero las aguas superficiales sufren en ellos una filtración perfecta que los desembaraza de las materias en suspensión, haciéndoles que tengan una limpieza y pureza notables.  ACUÍFERO: Es aquel estrato o formación geológica que permite la circulación del agua por sus poros y/o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas.  ACUÍFERO LIBRE: Son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua encerrada en ellos y que se encuentra a presión atmosférica. La superficie del agua será el nivel freático y podrá estar en contacto directo con el aire o no, pero lo importante es que no tenga por encima ningún material impermeable. En estos acuíferos, al perforar pozos que los atraviesen total o parcialmente, el agua alcanza un nivel que sería el mismo que tendría dentro de la formación geológica. (Manantial Lateral).  ACUÍFERO CONFINADO: En este tipo de acuífero, el agua que contienen está sometida a cierta presión, superior a la atmosférica y ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Están sellados por materiales

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impermeables que no permiten que el agua ascienda hasta igualar su presión a la atmosférica. (Manantial de Fondo).  CÁMARA DE REUNIÓN: Es la estructura que permite las aguas captadas de los dos manantiales, lateral y de fondo, para que después sea tratada.  DESARENADOR: Es una estructura hidráulica que tiene como función remover las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar. Se utilizan en tomas para acueductos, en centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales.  CANAL PARSHALL: Es una estructura hidráulica que permite medir la cantidad de agua que pasa por una sección de un canal. Consta de cuatro partes principales: - Transición de entrada: El piso se eleva sobre el fondo original del canal, con una pendiente suave y las paredes se van cerrando ya sea en línea recta o circular. - Sección convergente: El fondo es horizontal y el ancho va disminuyendo. - Garganta: El pico vuelve a bajar para terminar con otra pendiente ascendente en la sección divergente.  FLOCULADOR: El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y flóculos salga de la unidad. La energía que produce la agitación del agua puede ser de origen hidráulico o mecánico. Entre los floculadores más conocidos se pueden citar, en primer lugar, las unidades de pantallas de flujo horizontal y vertical, las de medios porosos, la de tipo Alabama y Cox, y los floculadores de mallas.  DECANTACIÓN: Es un método físico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Es necesario dejarla reposar para que las partículas se sedimenten. La decantación se aplica con las finalidades: - Remoción de la arena. - Remoción de partículas sedimentables finas, sin coagulación. - Retención de flóculos: decantación después de la decantación.  CRIBADO: Consiste en separar del agua los sólidos que sean de mayor tamaño de la aberturas de las rejas, así como para evitar el paso de las ramas, basuras y en general todo tipo de desperdicios. Para éste fin se suelen utilizar rejas de fierro, las cuales se colocan transversalmente a los canales de conducción y con una inclinación recomendada de 30º a 80º respecto de la horizontal.  ALCALIS: Para prever y mantener la alcalinidad necesaria para el proceso (Cal, Hidróxido de Calcio, Carbonato de Sodio, etc.). El Sulfato de Aluminio Al (OH)3 es el coagulante más comúnmente empleado.

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 FILTRACION: Este proceso consiste en la remoción de las partículas que no alcanzaban a sedimentar (decantador), haciendo pasar el agua a través de un material poroso, la capa filtrante más común es arena sobre grava. Fenómenos que ocurren durante la filtración: - Acción mecánica de colado a través de los poros de la arena. - Sedimentación de las partículas sobre los gránulos de arena.  SEDIMENTACIÓN: Las aguas superficiales en su desplazamiento cargan material granular y partículas de todo tamaño. Para la sedimentación es necesario reducir la velocidad del agua hasta el punto de causar la deposición de las partículas en suspensión dentro de un determinado tiempo de detención. La sedimentación se produce cuando la componente vertical de la velocidad de una partícula dentro del agua es mayor que la velocidad de arrastre motivada por el flujo. Es por éste motivo que la partícula cae por su propio peso.  DESINFECCIÓN. Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas.  BOMBEO DE ALTA. Toma el agua del depósito de la ciudad.  DEPÓSITO. Desde donde se distribuye a toda la ciudad.  CONTROL FINAL. Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema. TIPOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS  PRE TRATAMIENTO. Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalación de erosiones y taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y desengrasadores.  TRATAMIENTO PRIMARIO O TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química.  TRATAMIENTO SECUNDARIO O TRATAMIENTO BIOLÓGICO: se emplea de forma masiva para eliminar la contaminación orgánica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos físico-químicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica o su eliminación anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su reducción, acondicionamiento y destino final.

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 TRATAMIENTO TERCIARIO, DE CARÁCTER FÍSICO-QUÍMICO O BIOLÓGICO: desde el punto de vista conceptual no aplica técnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza técnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus características. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrícolas, industriales, e incluso para potabilización (reciclaje de efluentes).

V. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA La visita a esta planta se realizó el día lunes 23 de setiembre. Las experiencias obtenidas se describen a continuación:

Fotografía N° 1: Cartel de datos de la captación.

 CAPTACIÓN La Planta “El Milagro” se abastece de los Ríos Grande y Porcón. El Rio Porcón cuenta con una licencia de uso de 100 lts/seg, a pesar de ello su uso se limita a 50 lts/seg. El Rio Grande tiene una licencia de uso de 200 lts/seg pero su utilización es de 160 lts/seg.

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Fotografía N° 2: Cribado en Captación

Fotografía N° 3: Compuerta que regula el paso del agua

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Fotografía N° 4: Medidor de la cantidad de agua que ingresa

Fotografía N° 5: Los desarenadores impiden el paso de sólidos a la cámara de carga.

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 TRATAMIENTO Las aguas crudas captadas son conducidas a la planta de tratamiento que se encuentra en el km 4 de la carretera Huambocancha. La tubería de conducción tiene un diámetro de salida de 16”, que al llegar a la planta se reduce a 12” para aumentar la velocidad.

Fotografía N° 6: Tuberías que reciben las aguas captadas de los ríos Porcón y Río Grande. Estas aguas son mezcladas en cantidades proporcionales según el grado de turbidez y contaminación con las que lleguen

El agua captada de ambos ríos, se reúne en la Cámara de Reunión. El Sulfato de Aluminio se le añade en un tanque, conocido como Tanque de Dosificación.

Fotografía N° 6: Tanque de dosificación.

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 MEDIDOR PARSHAL Existen 3 aforadores Parshal que se encarga de controlar los caudales de llegada, la forma en que se determina el caudal es muy directa; sólo basta medir el tirante de agua en la garganta del mismo y aplicando una fórmula nos da a conocer el caudal; en algunos casos ésta misma estructura se usará para realizar la mezcla rápida del floculante con el agua, aprovechando el resalto que en éste se produce. Su diseño está en función del caudal con que se diseña, éstas dimensiones son estándares y se encuentran en tablas.

Fotografía N° 7: Aforador Parshall.

Fotografía N° 8: Medidor Parshal 1: Controla el caudal de ingreso del agua.

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Fotografía N° 9: Medidor Parshal 2

Fotografía N° 10: Medidor Parshal 3 El agua es mezclada con sustancias químicas tales como:  

Sulfato de aluminio: para reducir la turbidez, calcula las partículas sólidas disueltas que dan color o turbidez al agua (limo, arcilla, lodo, etc.) Hidróxido de calcio: suaviza, purifica, neutraliza la acidez y remueve impurezas, regula el pH del agua.

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Fotografía N° 11: A través de estos dosificadores se controla la turbidez del agua  PRE SEDIMENTADOR Luego las aguas se conducen a un pre sedimentador que consta de 4 sifones para controlar el lodo capturado por los polímeros

Fotografía N° 12: Pre sedimentador. Altura Total de 7m El desarenador está programado para una mantención mensual, pero esto mayormente dependerá de las condiciones con las que es captado el agua y el clima.

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 COAGULACIÓN En esta etapa se adhieren sustancias químicas para regular el grado de turbidez y pH del agua

Fotografía N° 13: Transición de la 1° etapa (coagulación) a la 2° (floculación).

Fotografía N° 14: Etapa de Mezcla rápida.

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 FLOCULACIÓN El floculador de esta planta es de flujo vertical, lo que da una mayor eficiencia en la formación de los flocs. El agua con la sustancia coagulante se desplaza de manera lenta y prolongada.

Fotografía N° 15: Floculadores verticales

Fotografía N° 16: Formación de flocs: pequeños grumos cuyo peso relativo es mayor que la del agua, por lo que posteriormente se sedimentaran.

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Fotografía N° 17: Para pasar a la sedimentación existe una transición, cuya función es regular la distribución y la velocidad de una etapa a la otra.  SEDIMENTACIÓN En los sedimentadores o decantadores, se logra disminuir más la velocidad del agua, haciendo que los flocs se sedimenten más rápidamente y el agua se clarifique.

Fotografía N° 18: Sedimentador de capacidad de 1000 m 3

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Fotografía N° 19: Tiempo de retención: 3 horas

 FILTRACIÓN Los filtros utilizados son FILTROS RAPIDOS (capas de antracita, carbón de piedra y arena seleccionada) para pasar el agua sedimentada y remover todas sus partículas. Los filtros de arena, se encargarán de retener las últimas sustancias sólidas no deseadas en el agua. A partir de aquí, el agua pasará a la Cámara de clorinación, para luego hacerla potable. Capas:   

Arena: 60 cm Grava. 27 cm Antracita: 60cm

Los pozos de filtración son de 7m de profundidad. Con ductos de 11/2” para que pase al sedimentador.

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Fotografía N° 20: Pozos de filtración

Fotografía N° 21: El agua filtrada es conducida a una posterior desinfección

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Fotografía N° 22: El color de las tuberías obedece a su diferencia de funciones. Celeste: Agua filtrada, Verde: Agua de lavado, Naranja: Desagüe. El lavado de los filtros se lo hace mediante bombas de impulsión de 48 HP El agua aproximada para el lavado de las tuberías es de 17 mil litros mensuales, agua que retorna al inicio del proceso de potabilización

Fotografía N° 23: Bombas de impulsión para el lavado de filtros 48HP.

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 DESINFECCIÓN Se agrega una solución clorada para eliminar los microorganismos que pueden ser nocivos para la salud. El cloro gaseoso se suministra a través de un balón de gas. Aproximadamente, el resto de cloro se mantiene en 0.5 ppm cuando mucho. El agua más el cloro, formarán Ácido Hipo Cloroso.

Fotografía N° 24: Bombas dosificadoras de cloro

Fotografía N° 25: Dosificador de sulfato de Aluminio

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 LABORATORIO La planta de tratamiento cuenta con un laboratorio para analizar las condiciones físico químicas del agua. Es así que se analiza las proporciones de las sustancias químicas a utilizar.

Fotografía N° 26: Laboratorio de tratamiento

Fotografía N° 27: Prueba de jarras: control de turbidez del agua

 DISTRIBUCIÓN Desde los reservorios hasta las conexiones domiciliarias de los diversos sectores de la población usuaria se extiende una red de tuberías primarias y secundarias con sus respectivos accesorios, transportando el Agua Potable Desde los reservorios R-2 y R-4 se abastece a la parte baja de la ciudad y la zona de expansión urbana (aproximadamente el 75% de la población).

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VI.CONCLUSIONES:  Se conoció las instalaciones y el funcionamiento de las obras de Captación y Tratamiento de la Planta “El Milagro”.  Hemos afianzado conocimientos sobre el diseño de las estructuras hidráulicas en una Planta de Tratamiento, tales como: Canal aforador, sedimentador, decantador; teniendo como base el proceso de potabilización.  Garantizamos la calidad de agua mediante un adecuado tratamiento, ya que en estos casos se trata de agua proveniente de ríos con un alto grado de turbulencia

VII.

RECOMENDACIONES:

 Se debe utilizar sulfato de cobre para el pintado de las paredes con el fin de evitar el crecimiento de algas.  Cuando se aplique la dosis de cloro debe ser solo la necesaria según los requerimientos; no debe ser mayor a 1.5 ppm.

VIII.

BIBLIOGRAFIA

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NORMAS LEGALES DE SANEAMIENTO http://www.saludarequipa.gob.pe/desa/archivos/Normas_Legales/saneamiento/OS.09 0.pdf.

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MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUA http://www.frbb.utn.edu.ar/carreras/efluentes/manual_tratamiento.pdf

-

TRATAMIENTO DE AGUA http://www.sedapal.com.pe/tratamiento-de-agua

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PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA http://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/87264/Plantas_d e_Tratamiento_de_Aguas.pdf

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