Norma Os. 020

NORMA OS. 020 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO Integrantes: Maximiliano Cconislla Lima  Arnold Aguirre Huacac  • •

OBJETIVO •

 Es establecer criterios básicos para el desarrollo de proyectos de plantas de tratamiento para consumo humano.

TÉRMINOS EMPLEADOS EN ESTA NORMA •

  Absorción

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  Coagulación

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  Adsorción

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 Colmatación del filtro

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  Afluente

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  Efluente

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 Agua potable

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  Filtración

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  Algicida

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  Floculación

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 Bolas de lodo

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  Floculador

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 Caja de filtro

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  Flóculos

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  Levantamiento sanitario

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Carga negativa o columna de agua negativa

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Carrera de filtro

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Clarificación por contacto

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Medidor de perdida de carga o columna de agua disponible   Mezcla rápida

DISPOSICIONES GENERALES  •

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Objetivos generales: El objetivo del tratamiento es la remoción de los contaminantes hasta los límites establecidos en las  normas nacionales de calidad de agua.  Alcance:   Establece las condiciones que se debe exigir en la elaboración de plantas de tratamiento de agua potable. Tratamiento:  Debe establecerse tratamiento a aguas destinadas al consumo humano que no cumplan los requisitos de las  normas nacionales de la calidad de agua. Calidad del agua:   Las aguas tratadas deben cumplir los requisitos establecidos en las normas nacionales de calidad de agua.

UBICACIÓN  •

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Debe estar ubicado en un lugar de fácil acceso, de bajo riesgo sísmico y no inundable. Se debe tener en cuenta la factibilidad de construcción y las factibilidades de aprovisionamiento de energía eléctrica.  Se debe dar particular atención a la naturaleza del suelo a fin de prevenir problemas de cimentación y construcción.   Se debe exigir la ubicación de las unidades básicas para el funcionamiento de la planta estén situados por lo menos a 1m por encima del nivel máximo de creciente.   La estabilidad de la construcción será estudiado teniendo en cuenta lo estipulado en la norma E.050 suelos y cimentaciones.

CAPACIDAD •

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Debe ser lo suficiente para satisfacer el gasto del día de máximo consumo correspondiente al periodo de diseño adoptado.  En los proyectos se deberá considerar una capacidad adicional que no excederá el 5% para compensar gastos de lavado de filtros, perdidas en la remoción de lodos, etc.

 ACCESO •

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El acceso a la planta debe garantizar el transito permanente de los vehículos que transporten los productos químicos necesarios para el tratamiento del agua. En el caso de una planta en que el consumo diario global de productos químicos exceda los 500Kg, la base de la superficie de rodadura debe admitir por lo menos, una carga de 5tn por rueda y tener las siguientes características: •

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Ancho mínimo: 6m  Pendiente máxima: 10% Radio mínimo de curvas: 30m

 ÁREA •

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  El área mínima reservada para la planta debe ser la necesaria para su emplazamiento, ampliaciones futuras y la construcción de todas las obras indispensables para su funcionamiento. Toda el área de la planta deberá estar cercada para impedir el acceso de personas extrañas. Las medidas de seguridad deberán estar previstas en relación al tamaño de la obra.

DEFINICIÓN DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO •

 Para fines de esta norma, se debe considerar los siguientes tipos de aguas naturales para abastecimiento público:

Tipo I:   Aguas subterráneas o superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro y además características que satisfagan los patrones de potabilidad. Tipo II-A:  Aguas subterráneas o superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro y que cumplan los patrones de potabilidad mediante un proceso de tratamiento que no exija coagulación. Tipo II-B:  Aguas superficiales provenientes de cuencas, con características básicas definidas en el cuadro y que exijan coagulación para poder cumplir con los patrones de potabilidad.

CUADRO DE CARACTERÍSTICAS 

* En el 80% de un número mínimo de 5 muestras mensuales (+) anteriormente denominado coliformes fecales

TRATAMIENTO Tipo I: Desinfección Tipo II-A:  Desinfección, decantación (para aguas sedimentables) y filtración (para aguas cuya turbiedad natural, es siempre inferior a 40 unidades nefelométricas de turbiedad (UNT). Tipo II-B:   Coagulación, seguida o no de decantación, filtración en filtros rápidos y desinfección.

DETERMINACIÓN DEL GRADO DE TRATAMIENTO Estudio del agua cruda:   Se debe estudiar la cuenca en el punto considerado donde las actividades agrícolas e industriales podrían afectar la cantidad y calidad del agua. •

Se debe hacer un estudio de la cuenca en diferentes periodos del año y en un futuro, la cual nos permitirá realizar un balance hídrico.

Plan de muestreos y ensayos:  Se debe tener un registro de la calidad del agua para poder determinar el grado de tratamiento; la cual debe ser por lo menos un ciclo hidrológico. •

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La extracción de muestras y los ensayos a realizarse se harán según las normas correspondientes.  Sera responsabilidad de la empresa prestadora contar con un registro de calidad de agua cruda.

Factores de diseño: Estudio de suelos. Topografía de las áreas de emplazamiento. Facilidades de acceso. Disponibilidad de energía. Facilidades de tratamiento y disposición final de aguas de lavado y lodos producidos por la planta • • • • •

Factores fisicoquímicos y microbiológicos:   Turbiedad   Color   Alcalinidad pH   Dureza  Coliformes totales  Coliformes fecales   Sulfatos   Nitratos  Entre otros • • • • • • • • • •

Tipos de planta a considerar: Dependiendo de las características físicas, químicas y microbiológicas de la calidad del efluente de la planta el proyectista deberá elegir el tratamiento más económico.  Para la eliminación de partículas físicas se puede emplear las siguientes unidades de

tratamiento:  Desarenadores  Sedimentadores  Prefiltros de grava  Filtros lentos

 Para la eliminación de partículas mediante el tratamiento fisicoquímico se puede emplear 

lo siguiente:  Desarenador  Mezcladores  Floculadores o acondicionadores del floculo  Decantadores  Filtros

rápidos

Con cualquier tipo de tratamiento deberá considerarse la desinfección de las aguas como proceso terminal.

El diseño debe considerarse de acuerdo a las siguientes etapas:  Estudio de factibilidad 

a) b) c) d) e) f) g)

Caracterización fisicoquímica y bacteriológica del curso del agua. Inventario de usos y vertimientos Determinación de las variaciones de caudales de la fuente. Selección de los procesos de tratamiento y sus parámetros de diseño. Predimensionamiento de las alternativas de tratamiento. Disponibilidad del terreno para la planta de tratamiento. Factibilidad técnico-económico de las alternativas y selección de la más favorable.

 Diseño definitivo de la planta

a) b) c) d) e) f) g)

Dimensionamiento de los procesos de tratamiento de la planta. Diseños hidráulico-sanitarios. Diseños estructurales, mecánicos, eléctricos y arquitectónicos. Planos y memoria técnica del proyecto. Presupuesto referencial. Especificaciones técnicas para la construcción. Manual de puesta en marcha y procedimientos de operación y mantenimiento.

NORMAS PARA EL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD •

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 El diseño preliminar debe basarse en registros de calidad de agua en caso no exista el diseño debe basarse en los meses más lluviosos.  Con la información recolectada se procederá a determinar las bases de diseño de una planta (periodo de diseño 10-20 años). Las bases del diseño consisten en determinar para las condiciones actuales, futuras (final el periodo de diseño) e intermedias (cada 5 años) los valores de los siguientes parámetros: a) b)

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Población total y servida por el sistema. Caudales promedio y máximo diario.

 Una vez determinado el grado de tratamiento se procederá a seleccionar los procesos de tratamiento; se tendrá especial consideración a la remoción de microorganismos del agua. Luego se procederá al predimensionamiento de alternativas, usando parámetros de diseño específicos para la calidad de agua a tratar.  Para el análisis económico se considerarán los costos directos, indirectos de operación y mantenimiento de las alternativas, para analizarlos de acuerdo a un método de comparación apropiado.

NORMAS PARA LOS ESTUDIOS DE INGENIERÍA BÁSICA •

 El propósito de los estudios de ingeniería básica es desarrollar información adicional para que los diseños definitivos puedan concebirse con mayor grado de seguridad. Entre los trabajos que se pueden realizar se encuentran:  Estudios adicionales de caracterización del curso de agua que  Estudios

sean requeridos.

geológicos, geotécnicos y topográficos.  Estudio de tratabilidad de las aguas, mediante simulación de los procesos de laboratorio.  Estudios de impacto ambiental con las acciones de mitigación de los impactos negativos.  Estudios de vulnerabilidad a desastres naturales frecuentes en la zona.

DISPOSICIONES ESPECÍFICAS PARA DISEÑOS DEFINITIVOS  Para el diseño definitivo de una planta de tratamiento se deberá contar como mínimo con la siguiente información básica: •

 Levantamiento topográfico detallado de la zona de ubicación de la planta.

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Estudios de desarrollo agrícola y/o urbano.

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Datos hidrológicos del cuerpo de agua.

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 Registros de calidad de agua.

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 Datos climáticos de la zona.

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Disponibilidad del servicio eléctrico.

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Disponibilidad en el suministro de las sustancias químicas

Para una planta de tratamiento de consumo humano:

Presenta los siguientes documentos: •

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  Estudio definitivo  Expediente técnico

Estudio definitivo: Comprende los siguientes documentos:  Memoria

técnica del proyecto.  Dimensionamiento de los procesos de tratamiento.  Resultado de evaluación de impacto ambiental y vulnerabilidad ante desastres.  Manual preliminar de operación y mantenimiento.

Expediente técnico presenta los siguientes documentos:  Planos

a nivel de ejecución de la obra; en las cuales encontramos: planimetría general de la obra, diseños hidráulicos sanitarios, planos estructurales, mecánicos, eléctricos y arquitectónicos.  Planos de obras generales: obras de protección, laboratorios, almacenes entre otros.  Memoria descriptiva  Especificaciones técnicas  Análisis de costos unitarios  Metrados y presupuestos  Formulas de reajustes de precios  Documentos relacionados con los procesos de licitación, adjudicación, supervisión, recepción de obra entre otros.

PRETRATAMIENTO Rejas: Esta unidad normalmente es parte de la captación o de entrada del desarenador. •

Criterios de diseño:  Se diseña en

función del tamaño de los sólidos: separación de 50-100mm (sólidos muy grandes), separación de 10-25mm (debaste medio), separación de 3-10mm (debaste fino).  Limpieza de las rejas la cual puede ser mecánico o manual dependiendo del tamaño e importancia de la obra.  La velocidad media de paso entre barrotes esta entre 0,6-1 m/s pudiendo llegar a 1,40 m/s, con caudal máximo.  Las rejas de limpieza manual se colocan con un ángulo de 45° a 60°.  Debe preverse los medios para retirar los sólidos extraídos y su adecuada disposición.

Desarenadores: Deberá proyectarse desarenadores cuando el agua a tratar acarree arenas. •

Criterios de diseño:  El periodo de retención debe estar entre 5 y 10 minutos.  La razón entre la velocidad horizontal del agua y la velocidad de sedimentación de las partículas deberá ser inferior a 20.  La profundidad de los estanques se encuentra entre 1-3m.  Se debe considerar el volumen de material sedimentable.  Las tuberías de descarga de las partículas removidas debe rán tener una pendiente mínima de 2%.  La velocidad máxima horizontal en sistemas sin sedimentación posterior será de 0.17 m/s y para sistemas con sedimentación posterior será de 0.25 m/s.  Deberá existir como mínimo 2 unidades

Presedimentadores: Este tipo de unidades deben ser consideradas en el diseño cuando es posible obtener remociones de turbiedad del 50%, o cuando la turbiedad de la fuente supera las 1,500 unidades. •

Criterios de diseño:  El tiempo de retención debe definirse en función de una prueba de sedimentación (máxima eficiencia de 1-2 horas)