Memoria de cálculo Planta de tratamiento de aguas residuales Hospital Puerto Colombia Atlántico
Ing. Irma María Paternina Sánchez Mat. Prof. Prof. N 08236177087 ATL.
ING. IRMA MARIA PATERNINA SANCHEZ Cra. 71 # 94 – 137. Tel: 3859512
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ACCIONES LEGALES El presente diseño se enmarca dentro del ordenamiento legal vigente del país, en materia ambiental para garantizar un Adecuado diseño del proyecto, la normatividad que aplica se presenta en el siguiente cuadro: NORMA
Decreto 2811 de 1974 Ley 154 de 1976 Decreto 1715 de 1978 Ley 09 de 1979 Decreto 1594 de 1984 Constitución Política de 1991 Ley 99 de 1993
Resolución 1096 de 2000 Ley 373 de 1997 Decreto 901 de 1997
ASUNTO NORMAS AMBIENTALES Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección del Medio Ambiente
Sobre conservación del paisaje Reglamenta parcialmente el Decreto 2811 de 1974 y la ley 154 de 1976 en materia de protección al paisaje. Por la cual se dictan normas sanitarias (Código Sanitario Nacional) Reglamento sobre usos del agua y control de vertimiento Fija normas generales sobre derechos y obligaciones ambientales. Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el sector público encargado de la Gestión y Conservación del Medio Ambiente y los Recursos Naturales Renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental SINA y se dictan otras disposiciones. De la CRA, por el cual se adopta el reglamento para el sector de agua potable y saneamiento básico RAS Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua. Por medio del cual se reglamenta las tasas retributivas por la utilización directa o indirecta del agua como receptor de los vertimientos puntuales. Tabla N° 1 Normatividad vigente empleada en el diseño
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CRITERIOS DE DISEÑO Las unidades de diseño tienen como finalidad darle un tratamiento tratamiento adecuado y de total cumplimiento a la normatividad ambiental sobre el control de vertimientos (Decreto 1594 de 1984) a las aguas de servicio generadas en las diferentes áreas de la nueva sede del hospital. Debido a la restricción de espacio para la implementación del sistema de tratamiento de las aguas servidas, se ha propuesto separar de manera interna las redes sanitarias de la edificación, de modo que, solo se trataran las aguas procedentes de las áreas que involucran i nvolucran alto riesgo de contaminación. Evaluando el servicio que presta esta institución se propone solo tratar las aguas procedentes del piso 2, donde se ubican las salas de parto, laboratorio, lavandería lavandería y hospitalización. Para las áreas administrativas en piso 2 y piso 1 (consulta externa) se realizará el vertimiento de las aguas directamente al alcantarillado. Selección del proceso: El proceso seleccionado para el mejoramiento de la calidad del vertimiento tiene como tratamiento prim primario ario la implementa i mplementación ción de una trampa de grasas la cual va a tratar el agua procedente de la lavandería y el área de manipulación de alimentos, la remoción de solidos suspendidos se hará mediante un tanque séptico con filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) el cual busca remover la DBO. Estas unidades trabajaran en serie y el efluente pasara por una cámara de cloración para finalmente descargar al alcantarillado municipal. El proceso seleccionado tiene como objeto principal la remoción de bacterias patógenas. la desinfección se realizará mediante la aplicación de una solución clorada la cual su concentración concentración se determinará según el análisis de demanda de cloro. Una vez el sistema entre en funcionamiento, se debe realizar una caracterización de las aguas servidas antes y después del proceso, lo anterior es para garantizar garantizar el Ing. Irma Paternina Sánchez Cra 71 # 94 – 127
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funcionamiento de las unidades. Es importante que se implemente el plan de mantenimiento periódico de las estructuras de depuración, para garantizar la eficiencia del proceso. Se debe implementar también el plan de monitoreo del agua para garantizar a la autoridad competente competente que el vertimiento cumple con lo estipulado en la ley.
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DISEÑO DE LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS SERVIDAS Descripción del sistema de tratamiento: El sistema de tratamiento tratamiento propuesto para la depuración de las aguas residuales consta de 3 etapas. Trampa de grasas Tratamiento rimario
Tanque séptico con FAFA Tratamiento secundario
Cámara de cloración Tratamiento secundario
Hacia Alcantarillado municipal
Figura N°1 Esquema del sistema de depuración a emplear
Como tratamiento primario se va a ubicar una trampa de grasas aguas abajo del bajante N°2, la cual tratara las aguas procedentes de la lavandería y el área de manipulación de alimentos, el efluente de la trampa se dirigirá a una cámara de igualación la cual también llegaran las aguas procedentes del bajante N°3 que son las aguas de la l a sala de partos, hospitalización. hospitalización. Esta cámara servir como dispositivo de regulación de flujo el cual a través de una tubería encausara las aguas hacia el tanque séptico en donde se producirá el asentamiento de la materia sólida, luego el agua se conducirá hacia un filtro anaerobio el cual cumplirá la función de clarificar el agua y remover en gran totalidad la DBO, como tratamiento final, el agua pasara por una cámara de cloración, la cual estará dotada con un tanque dosificador de una solución clorada la cual suministrara la demanda de cloro requerida para garantizar la remoción de los agentes patógenos. Se dejará antes Ing. Irma Paternina Sánchez Cra 71 # 94 – 127
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del tanque séptico y a la salida de la cámara de cloración, 2 unidades de monitoreo de agua Calculo del caudal de diseño di seño Población de diseño: según datos suministrado por el constructor, diariamente se recibe un promedio promedio de: 100 personas en el hospital. hospital. Como personal personal de planta se tiene un promedio de 30 personas, Como se pretende reducir el volumen da agua a tratar, se ha propuesto determinar determinar el caudal por el número de camas de hospitalización y por las unidades que generaran aportes de agua servida. El hospital actualmente cuenta con: 6 camas de hospitalización. hospitalización. Lavandería (1 lavadora y 1 lavadero,). Cantidad de Ropa de lavado al día (20 kg) Manipulación de alimentos (1 lavaplatos), promedio de comidas al día (20 und) Temperatura promedio del agua: Se estima que la temperatura oscile entre los 20°C. Consumo: Se estima el diseño tenga un consumo de: Hospitalización: Hospitalización: 1500 lt/Cama-día. Personal de planta: 90 lt/pers - dia Lavandería: 48 lt/Kg ropa – día día Manipulación de alimentos: 4 lt/comida – día día Caudal de diseño: Q1 = 1500
lt cama cama − dia dia
×6 camas = 9000
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lt dia
≈ 9
m dia
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Q2 = 48
Q3 = 4
lt kg ropa ropa − dia dia
lt comi comida da − dia dia
Q4 = 90
×20 kg = 960
lt dia
×20 comidas = 80
lt pers person ona a − dia dia
≈ 1
lt dia
m dia
≈ 1
×30 personas = 2700
Qt = 9 + 1 + 1 + 2,7 = 13,7
m dia
lt dia
≈ 2,7
m dia
m dia
Se toma como Q de diseño 15 m3/día DISEÑO DE LA TRAMPA DE GRASAS Para evitar taponamiento en la red y evitar algún efecto adverso en la sedimentación del tanque séptico y en el tratamiento bacterial bacterial en el mismo se ha propuesto colocar colocar una trampa de grasas para tratar las aguas provenientes de la lavandería y el área de manipulación de alimentos. Estas aguas por lo general arrastran una cantidad considerable de grasas la cual hay que remover ya que pueden generar malos olores y ocasionar problemas de taponamiento en las tuberías. Esta trampa se ubicará más cercano posible a la descarga del agua. Es importante que los desechos de desperdicios de comida no se descarguen a la trampa de grasa, ya que esto entorpece el buen funcionamiento y la flotación de las grasas.
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Calculo para el dimensionamiento de la unidad: El diseño se realiza de acuerdo con las características características propias y el caudal del agua residual a tratar, teniendo en cuenta que la capacidad de almacenamiento mínimo expresada en kg. De grasa debe ser de por lo menos una cuarta parte del caudal de diseño (caudal máximo horario). El cálculo para le dimensionamiento de la unidad se encuentre en el Anexo1 del presente documento. Operación y mantenimiento: mantenimiento: Las trampas de grasa deben operarse y limpiarse regularmente para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la generación de malos olores. La frecuencia de limpieza debe determinarse con base en la observación. Generalmente, la limpieza debe hacerse cada vez que se alcance el 75% de la capacidad de retención de grasa como mínimo. Estas unidades deben tener las siguientes características: •
Capacidad suficiente de acumulación de grasa entre cada operación de limpieza
•
Condiciones de turbulencia mínima suficiente para permitir la flotación del material.
•
Dispositivos de entrada y salida convenientemente proyectados proyectados para permitir una circulación normal del afluente y el efluente.
•
Distancia entre los dispositivos de entrada y salida, suficiente para retener la grasa y evitar que este material sea arrastrado con el efluente.
•
Debe evitarse el contacto con insectos, roedores, etc.
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DISEÑO DEL TANQUE SÉPTICO CON FILTRO ANAEROBIO En esta estructura se espera la eliminación de los residuos sólidos suspendidos y el material flotante del agua a tratar. La remoción de la DBO oscila entre el 30 3 0 y 50% y para los SST de 50 a 70%. La localización del tanque séptico se ha realizado en base a los criterios del RAS 2000. El cálculo para le dimensionamiento de la unidad se encuentre en el Anexo2 del presente documento. Filtro anaerobio: Dentro del tanque se va a instalar este tipo de filtro para mejorar la calidad agua, optimizando la eficiencia en la remoción de la DBO. Para su dimensionamiento se ha dispuesto, un volumen unitario de filtro de 0,05 m3 por habitante servido. El cálculo para le dimensionamiento de la unidad se encuentre en el Anexo3 del presente documento. Remoción de DBO: Se ha estimado los parámetros del agua a tratar debido a que no se puede realizar la caracterización de las aguas ya que el proyecto no ha entrado a su funcionamiento. funcionamiento. Los parámetros estimados corresponden a valores típicos de este tipo de aguas, sacados de las bibliografías relacionadas en el presente documento. DBO: 220 mg/lt Nitrógeno Amoniacal: Amoniacal: 20 mg/l DQO: 400 mg/lt SST: 200 mg/lt Remoción de DBO: 30% : 150 mg/lt SST: 60 mg/lt
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Operación y mantenimiento Los lodos y las espumas acumuladas deben ser removidos en intervalos equivalentes al periodo de limpieza del proyecto, para este caso es de 2 años. Estos intervalos se pueden ampliar o disminuir, siempre que estas alteraciones sean justificadas y no afecten los rendimientos de operación ni se presenten olores indeseables.
•
Debe realizarse una remoción periódica de lodos por personal capacitado que disponga del equipo adecuado para garantizar que no haya contacto entre el lodo y las personas. La extracción del lodo se puede realizar por bombeo. En ningún caso los lodos removidos, pueden arrojarse a cuerpos de agua.
•
Antes de cualquier operación en el interior del tanque, la cubierta debe mantenerse abierta durante un tiempo suficiente (>15 min.) para la remoción de gases tóxicos o explosivos.
Consideraciones Consideraciones constructivas: constructivas: El relleno alrededor del tanque debe hacerse en capas delgadas bien compactadas. Si el concreto con el que se va a elaborar el tanque se prepara en obra se debe tener en cuenta: •
El
cemento
portland
debe
estar
en
óptimas
condiciones
de
almacenamiento, almacenamiento, sin humedad. •
La arena debe estar limpia, libre l ibre de vegetación.
•
El agua debe estar limpia y no se deben mezclar más de 20 lt por saco de cemento.
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•
Todos los materiales deben mezclarse hasta lograr un color uniforme del concreto. Éste se coloca en la formaleta, bien vibrado, para obtener un acabado liso, pero teniendo en cuenta que el exceso de vibrado produce segregación de los agregados.
•
El tanque debe fundirse en una sola operación para evitar las juntas de construcción, si esto no se cumple, se puede usar cinta pvc para juntas en tanques de almacenamiento del líquido. lí quido.
•
Para buen curado del concreto se debe mantener la humedad del tanque por 7 días.
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DESINFECCION DEL AGUA TRATADA Con el objeto de eliminar las bacterias patógenas del efluente del tanque séptico, se propone una cámara de contacto en donde se conducirá conduci rá el agua tratada para someterla a cloración mediante una sustancia clorada. Para la dosificación adecuada se debe realizar ensayos de dosificación entre 10 y 25 mg/lt. Es importante tener en cuenta para el proceso de dosificación, que esta sea suficiente para producir el cloro residual adecuado para la desinfección. El punto de aplicación del cloro se realizara en una canaleta ubicada después del efluente del filtro, esta canaleta conducirá en agua clorada hacia una cámara de contacto en donde se logrará un tiempo de retención de 30 min. La alimentación del cloro se debe ajustar diariamente de manera que se pueda obtener el cloro residual deseado al máximo gasto. Según pruebas realizadas en otros centros hospitalarios, hospitalarios, el mayor fasto se produce a las 10 am. Es importante implementar el monitoreo del afluente y efluente de la cámara de cloración, ya que nos permite determinar la dosificación del cloro. Se deben realizar los exámenes bacteriológicos para valorar la eficiencia del tratamiento. De igual manera realizando la revisión del cloro residual, se verifica la efectividad del proceso, el Vr de eficacia del cl residual corresponde a 1 ppm. El cálculo para le dimensionamiento de la unidad se encuentre en el Anexo4 del presente documento.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El sistema diseñado para el tratamiento del agua residual de la nueva sede ofrece una remoción de la DBO, SST y demás contaminantes característicos del agua residual tipo Hospitalaria en un 80%. El tiempo de retención del agua residual para lograr la depuración de la carga contaminante contaminante es de 3 días. El sistema a emplear es el más adecuado en cuanto a economía se trata, ya que los costos de construcción y mantenimiento son reducidos. Este tratamiento se realiza para dar cumplimiento a lo estipulado en el decreto 1594 de 1984, sobre el control de vertimientos. Como recomendación recomendación principal se exige al constructor constructor e interventor que durante los procesos constructivos constructivos de total cumplimiento de lo estipulado en los planos y en en las especificaciones de los materiales a utilizar, ya que de la calidad de la construcción construcción depende de la l a eficiencia de la planta. Es importante que se haga control sobre el afluente y efluente, se recomienda hacer pruebas rutinarias para evaluar la eficiencia de la l a planta. Las limpiezas a las l as unidades se deben realizar acorde a los seguimientos e inspecciones que se les hagan esto es vital para su buen funcionamiento. funcionamiento. Se debe Implementar un plan de gestión de residuos con el fin de evitar que se arrojen desechos a las redes sanitarias, los desechos como toallas sanitarias, papel, desechos de comida pueden obstruir los drenajes de las unidades.
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BIBLIOGRAFIA •
Romero R. Jairo A. Tratamiento de aguas residuales teoría y principios de diseño. Editorial escuela colombiana de ingeniería. Bogotá.
•
Crites, Tchobanoglous. Sistemas de manejo de aguas residuales. Editorial Mc graw Hill. Tomo 1, 3.
•
Reglamento técnico del sector agua potable y saneamiento básico RAS 2000. Titulo A, B,D y E.
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