Reingeniería y Optimización de La Ptap y de La Ptar Del Municipio de Recetor

 

 

 

“REINGENIERÍA Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Y DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL

MUNICIPIO DE RECETOR, DEPARTAMENTO DE CASANARE”  

Tabla de contenido  contenido  I.

INTRODUCIÓN

6

II. JUSTIFICACION

7

III. GENERALIDADES

8

a. Objetivos

8

1.

Objetivo general

8

2.

Objetivos específicos

8

IV. MARCO LEGAL. V. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

9 11

a. Localización:

11

b. Temperatura Temperatura:: c. Humedad Relativa:

12 12

d. Precipitación:

12

e. Hidrografía:

13

f.

13

Geología y Geomorfolo Geomorfología: gía:

VI. DIAGNOSTICO TECNICO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.

14

a. Descripción General del Sistema

14

b. Descripción de la fuente de abastecimiento

14

c. Descripción de los sistemas de captación, aducción y conducción, desarenación.

15

1.

Captación de agua:

15

2.

Aducción y Conducción Conducción::

16

3.

Desarenador: Desarenador:

16

d. Descripción de la Planta de tratamiento de agua potable (PTAP).

16

e. Descripción del Sistema de almacenamiento almacenamiento..

17

f.

17

Red de distribución.

g. Micro medición

17 17  

2

 

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VII. DIAGNOSTICO TÉCNICO DEL SISTEM SISTEMA A DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES18 a. Descripción General del Sistema

18

b. Sistema de tratamient tratamiento o de aguas residuales (PTAR).

19

c. Calidad del agua tratada

22

VIII. PROPUESTAS DE OPTIMIZACIÒN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.  

23 a. Captación.-

23

b. Aducción.-

23

c. Pre-tratamiento Pre-tratamiento..-

24

d. Tratamiento.-

24

e. Desinfección.-

25

IX. PROPUESTAS DE OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL.  

26 a. TANQUE DE HOMOGENIZ HOMOGENIZACIÓN.ACIÓN.-

26

b. BOMBAS SUMERGIBLE SUMERGIBLES.S.-

26

c. DESARENADOR HIDROCICLÓNICO. HIDROCICLÓNICO.--

27

d. MEZCLADOR ESTÁTICO DE ALTA TURBULENCIA.-

29

e. REACTOR DE AIREACIÓN.-

32

f.

33

SEDIMENTADOR TUBULAR.-

g. FILTRAC FILTRACIÓN.IÓN.-

X. ESPECIFICACIONES TECNICAS. a. BOMBAS SUMERGIBLE SUMERGIBLESS

36

37 37

b. MEZCLADOR ESTATICO DE ALTA TURBULENCIA

38

c. BOMBAS DOSIFICADORAS

38

d. SOPLADOR TIPO VORTICE

39

e. SEDIMENTADOR TUBULAR

40

f.

FILTRO DE ARENA

40

XI. MEMORIAS DE CÁLCULO.

41

a. SISTEMA DE BOMBEO 1. ALTURA ESTATICA

41 41 3

 

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2.

PERDIDAS POR FRICCION

41

3.

PÉRDIDAS EN EL MEZCLADOR ESTATICO DE ALTA TURBULENCIA

44

b. MEZCLADOR ESTATICO DE ALTA TURBULENCIA

46

c. AIREACIÓN

46

d. SEDIMENTADOR TUBULAR

47

e. FILTRO DE ARENA

48

XII. RECOMENDACIONES PARA LA OPERACIÓN

49

a. Programa de Mantenimiento y Control Operativo.

49

b. Programa de capacitación y concienciación del personal.

51

XIII. FICHA ESTADISTICA BASICA DE INFORMACIÓN DEL PROYECTO.

52

XIV. PRESUPUESTO

53

XV. PLANOS

56

4

 

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LISTA DE FOTOGRAFÍAS Fotografía 1. 

16

 

Fotografía 2. Pre tratamiento y Tratamiento Primario 

20

Fotografía 3. Filtro Percolador   Fotografía 4. Sedimentador Secundario 

20

Fotografía 5. Lecho de Secado 

21

Fotografía 6. Punto de Vertimiento 

22

Fotografía 7. Captación 

23 23  

 

  21     

5

 

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I. 

INTRODUCIÓN

El tratamiento de aguas es la eliminación de característica característicass no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, abastecimiento, de proceso o residuales. Las medidas dirigidas a ampliar y mejorar los sistemas los  sistemas públicos de prestación del servicio de agua potable, contribuyen a una reducción de la morbimortalidad, relacionada con las enfermedades entéricas, porque dichas enfermedades, están asociadas directa o indirectamente con el abastecimiento abastecimient o de aguas deficientes o provisión escasa de agua. Actualmente, 1.400 millones de personas no tienen acceso a agua potable, y casi 4.000 millones carecen de un saneamiento adecuado. Según estimaciones de la de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 80% de las enfermedades se transmiten a través de agua contaminada. La contaminación de aguas en las fuentes hídricas del país es uno de los problemas ambientales que la naturaleza sufre hoy en día. El hombre día a día contamina sin darse cuenta que es un recurso indispensable para la vida. Es por ello que tenemos el compromiso de cuidarlo evitando una disposición inadecuada de aguas residuales. Por estas razones, el estado debe garantizar la dotación eficiente del servicio público de acueducto y alcantarillado, para cada uno de los l os municipios con el fin de proteger a la población población y garantizar adecuados adecuados niveles de vida vida..

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II. 

JUSTIFICACION

La presente propuesta, tiene como objeto presentar una alternativa ambientalmente eficiente y que tenga en cuenta tanto el cumplimiento de las normas de vertimiento, como las directrices de la Organización Mundial de la Salud y la Organización Panamericana de la Salud respecto de la desinfección de las aguas residuales. Se ha previsto una reingeniería y optimización de la PTAR actual en donde se utilizará la infraestructura existente, pero se cambiará la tecnología de tratamiento. Como el traslado del municipio es inminente, la totalidad de los equipos de tratamiento tratamiento y de control podrá re reutilizarse utilizarse en otro otro asentamiento, una vez que se materialice el traslado.

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III.  GENERALIDADES

a. 

Objetivos

1. 

Objetivo general

Realizar el diagnostico y optimización de la Planta de Tratamiento de Agua Potable y Agua Residual del municipio de Recetor, Departamento de Casanare, en donde se utilizará la infraestructura existente, pero se cambiará la tecnología de tratamiento.

2. 



 

Objetivos específicos

Realizar el levantamiento topográfico para el estudio. 

Rediseño del sistema de tratamiento de aguas potables y residuales del municipio. 



 

Rediseñar el proceso operativo de cada una de las plantas de tratamiento para lograr una optimización pasando de un actual sistema biológico a un sistema físico-químico. físico-químico.



 

Estimar el costo costo de ejecuc ejecución ión de las obras obras propuestas o objeto bjeto de este estudio. 

 

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IV.  MARCO LEGAL. A continuación se citan las normas nacionales que deben tenerse en cuanta para el desarrollo de cualquier proyecto del sector agua potable y saneamiento básico.

Ley 142 de 1994, por la cual se establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones, en su artículo 2º establece que el Estado intervendrá en los servicios públicos, conforme a las reglas de competencia de que trata esta Ley, en el marco de lo dispuesto en los artículos 334, 336, y 365 a 370 de la Constitución Política, para los siguientes fines:   Garantizar la calidad del bien objeto del servicio público y su



disposición final para asegurar el mejoramiento de la calidad de vida de los usuarios.

Ampliación la permanente lacapacidad cobertura de mediante que   compensen insuficienciade de la pago de sistemas los usuarios.   Atención prioritaria de las necesidades básicas básicas insatisfechas en materia







 



   





   



de agua potable y saneamiento básico. Prestación continua e ininterrumpida, sin excepción alguna, salvo cuando existan razones de fuerza mayor o caso fortuito o de orden técnico o económico que así lo exijan. Prestación Prestació n eficiente. Libertad de competencia y no utilización abusiva de la posición dominante. Obtención de economías de escala comprobab comprobables. les. Mecanismos que garanticen a los usuarios el acceso a los servicios y su participación participa ción en lla a gestión y fiscalización de su prestación.

  Establecer un régimen tarifario proporcional para los sectores de bajos



ingresos de acuerdo con los precepto preceptoss de equidad y solidaridad.

Ley 9 d del el 24 24 de enero de de 1979, 1979,  por la cual se dictan medidas sanitarias, establece: las normas generales que servirán de base a las disposiciones y reglamentaciones necesarias para preservar, restaurar y mejorar las condiciones sanitarias en lo que se relaciona a la salud humana; los procedimientos y las medidas que se deben adoptar para la regulación, legalización y control de las descargas de residuos y materiales que afectan o pueden afectar las l as condiciones del ambiente.

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Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico-RAS 2000-  el cual tiene por objeto señalar los requisitos técnicos que deben cumplir los diseños, las obras y procedimientos correspondientes al Sector de Agua Potable y Saneamient Saneamiento o Básico y sus actividades complementarias. complementarias. Decreto 2811 del 18 de diciembre de 1974 , por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, tiendo por objeto: 1) Lograr la preservación y restauración del ambiente y la conservación, mejoramiento y utilización racional de los recursos naturales renovables, según criterios de equidad que aseguren el desarrollo armónico del hombre y de dichos recursos, la disponibilidad permanente de éstos y la máxima participación social, para beneficio de la salud y el bienestar de los l os presentes y futuros habitantes del territorio nacional, 2) Prevenir y controlar los efectos nocivos de la explotación de los recursos naturales no renovables sobre los demás recursos, y 3) Regular la conducta humana, individual o colectiva y la actividad de la administración pública, respecto del ambiente y de los recursos naturales renovables y las relaciones que surgen del aprovechamiento y conservación de tales recursos y de ambiente. parcialmente el Título I de la Decreto 3930 del 2010, Por el cual se reglamenta parcialmente Ley 9ª de 1979, así como el Capítulo II del Título VI -Parte III- Libro II del Decreto-ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones. Con la implementación del presente proyecto se establecerán los sistemas de tratamiento de las aguas residuales generadas por las comunidades objeto de estudio, dándose cumplimiento a las eficiencias de remoción para la posterior descarga a los cuerpos receptores.

Decreto 475 de 1998, por el cual se expiden normas técnicas de calidad del agua potable.

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V. 

DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

Municipio de receptor: a. 

Localización:

Recetor está localizado en la parte noroccidental del departamento de Casanare, con una extensión aproximada de 182 Km cuadrados que equivale al 0.382% del total del Departamento. Limita al norte con el Departamento de Boyacá; al oriente con el Municipio de Aguazul; al sur con el Municipio de Tauramena y Chámeza y al occidente con el Municipio de Chámeza. El casco urbano del municipio está situado a 5° 14’ de  latitud norte y a 72° 46’ de longitud l ongitud oeste del meridiano de Greenwich.

Mapa 1 . Localización del Municipio de Recetor

11

 

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El municipio de Recetor, fundado en 1740 y erigido municipio desde 1959, cuenta con 2.454 habitantes, de los cuales 812 se encuentran en el casco urbano y el resto en 19 veredas que incluyen 2 inspecciones de policía y 3 asentamientos poblados.

b. 

Temperatura1:

La temperatura promedio está condicionada básicamente por la altura sobre el nivel del mar varía notablemente debido a la gran diversidad de pisos térmicos que abarca el municipio, es así como se encuentran alturas de 800 m.s.n.m con una temperatura media mensual de 26ªC hasta alturas de 3400 m.s.n.m con temperaturas medias mensuales de 10ªC.

c. 

Humedad Relativa:

Para el área del municipio esto se refleja en el comportamiento anual. Así, durante los periodos secos, donde se registran las mayores temperaturas, la humedad relativa es baja mientras que en la época de lluvias, la relación se invierte. Esto significa que los mayores valores de humedad se presentan en los meses de abril a noviembre.

d. 

Precipitación:

El municipio presenta un comportamiento temporal de precipitación de tipo monomodal de tal manera que la temporada lluviosa tiene su máxima expresión en el periodo comprendido entre los meses de abril a noviembre y la temporada seca ocurre en diciembre y enero.

1 EOT.

Esquema de Ordenamiento Territorial “Ambiente, Vida y Progreso para Recetor”, 2000  –  2009.  2009. Alcaldía de Recetor. Pág., 7. 12

 

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e. 

Hidrografía:

El municipio de recetor cuenta con gran número de fuentes hídricas, las cuales permiten abastecer a la población urbana y rural. El rio Cusiana es el principal principal del municipio y sirve de límite e entre ntre los municipios de recetor y aguazul; sobre su lecho surca una región fértil rica en cultivos de plátano, yuca, maíz, ñame, tabena, malanga, fríjol y árboles frutales; también es rico en especies como cachama, bocachico, saltador, palometa, sardinata y roncho. Sus principales afluentes son la Quebrada La Magavita, el rio Recetoreño y el Rio Sunce. S unce. El rio Recetoreño, Recetoreño, nace en las cabeceras cabeceras de las ver veredas edas San Francisco Francisco y Volcanes; en el cañón de este río encontramos la cabecera municipal; este río es utilizado en época de verano por los moradores como sitio de esparcimiento.

f. 

Geología y Geomorfología2:

El municipio presenta afloramientos de materiales que se extienden desde el Cretaceo hasta el Cuaternario, predominando los del cretáceo y Terciario. Estos materiales están constituidos básicamente por una alternancia de areniscas cuarzosas, arcillolitas arcillolitas y lutitas. El municipio de recetor, al igual que el de Chameza son atravesados por la falla de Chameza. Esta falla de cabalgamiento tiene dirección EN-SW y tiene mucho que ver con los problemas de inestabilidad de la formación de Lutitas de Macanal que afloran en la parte norte de Recetor, mas claramente en la cuchilla El Desespero y entre las quebradas Cascajo y Maracagua donde forma el anticlinal San Luis.

2 Suelos

del Casanare. IGAC. Zonificación preliminar de amenazas y elementos en riesgos en el municipio de de Recetor - Casanare- Beyer López. 13

 

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VI.  DIAGNOSTICO TECNICO DEL SISTEMA DE TRATAMIE TRATAMIENTO NTO DE AGUA POTABLE. a. 

Descripción General del Sistema

El sistema de acueducto del municipio de Recetor, se abastece de agua de la Quebrada La Pereña, la cual tiene un permiso de captar 3,52 l/s para uso domestico. Cuenta con tres plantas potabilizadoras en operación que presentan procesos de dosificación de cloro, coagulación, floculación, sedimentación sedimentac ión y filtración. La población cuenta con una distribución de agua potable en una cobertura del 95%. La empresa Pública de recetor ha implementado campañas de sensibilización sensibilizació n de ahorro y uso eficiente del agua en la comunidad por medio de plegables en cada vivienda de consejos prácticos del ahorro del agua. Sin embargo, la corporación autónoma regional del Orinoquia, en la visita realizada el día 13 de diciembre del 2011, de control y seguimiento al programa de uso eficiente y ahorro del agua, presentado por el municipio de recetor, encontró falencias a nivel de cumplimiento en algunos programas establecidos a corto plazo.

b. 

Descripción de la fuente de abastecimiento

A continuación encontramos una breve descripción de la fuente hídrica superficial que abastece el sistema de tratamiento de agua potable del municipio de recetor.

Quebrada La Pereña. Fuente hídrica correspondiente a la jurisdicción del municipio de recetor, cuenta con con una amp amplia lia zona de afloramientos subsuperficiales subsuperficiales de agua, agua, localizados en la parte alta del predio El Guadual, ubicado en la vereda Vijagual.

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Según aforo realizado el 16 de noviembre del 2007, la quebrada cuenta con un caudal en época de invierno de 46,25 L/s. Por sus condiciones del terreno de alta montaña presenta presenta una corriente permanen permanente te con un flujo torrencial y cauce profundo, la conformación del lecho se compone en mayor medida por cantos rodados gran tamaño, finalmente desemboca afluente en la quebrada Aguabuena, la c cual ualde vierte sus aguas al rio Recetoreño, del río Cusiana. Con la Resolución No 200. 41 -10. 1217 del 23 de Agosto de 2010 , se otorga una concesión de aguas superficiales para uso domestico en un caudal de 2,41 L/s a captar de la quebrada La Pereña, y se otorga permiso de ocupación para la operación del Acueducto del Municipio de Receptor. (Ver  Anexo A).  Con la Resolución No 200. 41 -10. 1217 del 24 de Agosto de 2010 , se aprueba el programa de uso eficiente y ahorro de agua, como instrumento de planificación del ahorro y uso racional del recurso hídrico en la jurisdicción de ese ente territorial. (Ver Anexo B).  Con la Resolución No 200. 07.07-090 del 16 de Febrero de 2012 , se requiere presentar un informe conforme a lo señalado en la Resolución No 200. 41 -10. 1217 del 24 de Agosto de 2010, por medio de la cual se aprobó el programa de uso eficiente y ahorro de agua, para un término no superior a tres (03) meses. (Ver Anexo C). 

c.  Descripción de los los sistemas de captación, aducción aducción y conducción, desarenación. 1.  Captación de agua: Cuenta con una bocatoma ubicada a 1,5 kilómetros aproximadamente de la cabecera municipal, construida en concreto reforzado de 0,3 metros de ancho, 6,60 m de largo l argo y 0,40 metros de largo, en regular estado estructural. La zona se encuentra bien protegida por una cobertura vegetal densa (ronda protectora de aproximadamente 200 metros de ancho) cuya vegetación es propia de un bosque de galería y el suelo se encuentra cubierto con buena capa “Orgánica”. 15

 

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2. 

Aducción y Conducción:

La línea de aducción conduce el agua por gravedad desde el punto de captación hasta el tanque Desarenador, a través de una tubería de polietileno de 2 pulgadas y una distancia de 50 metros y 350 metros desde la quebrada La Pereña. No cuenta con un equipo de medición que permita determinar el caudal de agua derivada. La línea de conducción se realiza a través de una tubería de polietileno de PVC de 3 pulgadas con una longitud de 1500 metros aproximada aproximadamente. mente.

3. 

Desarenador:

El Desarenador tiene la finalidad de sedimentar las partículas pesadas, a través de una estructura en concreto reforzado de 5 m de largo, 1 metro de ancho y una profundidad de un metro, está compuesto por dos tabiques, un tubo de PVC de diámetro de 2 pulgadas para evacuar el rebose el caudal de excesos y una cámara de evacuación de lodos, presenta buenas condiciones estructura estructurales. les.

d. 

Descripción de la Planta de tratamiento de agua potable (PTAP).

El municipio de receptor cuenta con tres plantas potabilizadoras en operación, la planta principal que distribuye el barrio el centro, la segunda para el Instituto Micro Empresarial Fernando Reyes y la tercera para el barrio Altos de Recetor. Las plantas de tratamiento de agua potable captan sus aguas de la quebrada La Pereña para posteriormente realizar operaciones de dosificación de cloro, coagulación, floculación, sedimentación sedimentación y filtración.

Fotografía 1.

16

 

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e. 

Descripción del Sistema de almacenamiento.

Recetor cuenta dos tanques de almacenamiento en buenas condiciones estructurales, el primero ubicado al lado de la estación de Policía, construido en concreto con una capacidad de 26,9 metros cúbicos, con dimensiones de 3,5 m de ancho, 3,50 m de largo y 2,2 metros de largo, presentando un encerramiento encerramient o en malla electro soldada. Este tanque realiza la función de homogenizar el caudal para conducir el agua hacia el segundo tanque de menor capacidad con 8,4 metros cúbicos y dimensiones de 2,50 X 2,80 y 1,20 de alto, donde se lleva a cabo el proceso de dosificación de cloro cloro el cual cuenta con un tanque plástico de 1000 litros. litros.

f. 

Red de distribución.

La red de distribución con que cuenta el municipio presenta una longitud de 1000 metros aproximadamente de tubería PVC a presión de diámetro de 3 pulgadas.

g. 

Micro medición

La PTAP no cuenta con un sistema de medición de caudal afectando la operación del proceso y a la comunidad por la ausencia de valores informativos en programas del buen aprovechamie aprovechamiento nto del recurso hídrico.

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VII.  DIAGNOSTICO TÉCNICO DEL SISTEMA DE TRATAMIE TRATAMIENTO NTO DE AGUAS RESIDUALES a. 

Descripción General del Sistema

El municipio cuenta con un sistema de alcantarillado sanitario correspondiente a un 60%, puesto que algunas viviendas no cuenta con conexión hacia el sistema, originando vertimientos al rio Recetoreño, causando impacto ambiental negativo sobre la fuente hídrica. hí drica. La planta de tratamiento ha presentado quejas por parte de la comunidad desde el inicio de su construcción debido a la contaminación producida por falla en el mantenimiento en sus estructuras, generado proliferación de vectores y olores ofensivos que afectan a la l a salud pública aledaña. En respuesta a este problema la corporación autónoma regional de la Orinoquia, emitió una visita técnica de inspección ocular a la planta de tratamiento recomendando un programa de optimización para implementar el mejoramiento del proceso. La secretaria de Salud ante estas quejas constantes de la comunidad también tomo participación activa en la problemática por medio de una visita técnica la cual al igual que la corporación constato la presencia de vectores y olores ofensivos en la zona, dado como recomendaciones la elaboración de un plan de acción y de manejo para controlar los vectores y el control de los olores del sistema de tratamiento con el fin de evitar una propagación propagació n de un brote. El 30 de diciembre del 2011, la corporación evaluó el control y seguimiento al sistema y al plan de acción establecido en el plan de saneamiento y manejo de vertimientos, encontrando un sistema sin operación vertiendo las aguas a la fuente hídrica sin ningún tratamiento previo, por lo tanto recomienda una investigación ambiental por el incumplimiento de la ejecución de proyectos establecidos a corto plazo (2008 y 2011) en el Plan de saneamiento y manejo de vertimientos. Dicha investigación es propuesta ya que se ha requerido soluciones por medio de los actos administrativos Nº 500.57.09-1770 del 02 de diciembre del 2009 y el Nº 500.57.11.0522 del 23 de marzo de 2010, donde los responsables no han mostrado ningún interés. 18

 

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Al observar la problemática generada por parte del sistema de tratamiento, la corporación radico el 18 de enero del 2012 el acto administrativo Nº 500.57-12.0073. Corroborando que el municipio de recetor no ha dado cumplimiento a la mayoría de los proyectos a corto plazo del PSVA.

b. 

Sistema de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

El sistema de Tratamiento de Aguas Residuales del municipio de Recetor, se localiza dentro del perímetro urbano del mismo municipio, a 40 metros aproximadamente aproximadame nte del río Recetoreño y el lote donde se ubica la PTARD tiene un área de 278,50 m2. La planta de tratamiento del municipio de Recetor cuenta con tres procesos para su funcionamiento, en el pre tratami tratamiento ento es ut utilizado ilizado las rrejillas ejillas de cribado; en el tratamiento primario un digestor y finalmente el agua es vertida a un filtro percolador y un Sedimentador secundario. A continuación se encuentra una breve descripción de cada uno de las l as estructuras: estructuras:

Pre Tratamiento Rejas de cribado:  Cuenta con dos rejas en serie, para la remoción de los sólidos flotantes en suspensión con el fin de evitar la obstrucción de las siguientes etapas del proceso. Canaleta Parshall:  Estructura hidráulica para medición de caudales, no cuenta con una regleta patronada que permita calcular el caudal de entrada a la PTAR. Tratamiento Primario Digestor:  Consiste en un estanque que tiene dos compartimientos con equipos aireadores instalados en el fondo del tanque, la estructura presenta agrietamiento en la parte lateral permitiendo el vertimiento de agua contaminada hacia el suelo. Como podemos observar la Fotografía 2, 2,   es una estructura en concreto donde se unifica el pre tratamiento tratamiento y el tratamiento primario primario..

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Fotografía 2. Pre tratamiento y Tratamiento Primario 

Tratamiento Secundario: Filtro Percolador :  Estructura circular de un diámetro interno de 5 metros, de profundidad de 1,56 metros; con un sistema inferior de soporte que consiste en lamina de acero inoxidable de 2” de diámetro, el cual contiene material

de grava de un diámetro que oscila entre 1 a 2 pulgadas. Sobre el lecho gira un tubo distribuidor a 0,20 metros de altura, al tura, que sostiene dos brazos giratorios, mediante los cuales se descargan las aguas residuales para que se escurran sobre el lecho de soporte en donde la gran actividad biológica que se desarrolla de estabilizar la materia orgánica. A la fecha se encuentra en regular estado ya que no cuenta con los brazos giratorios afectando afectando el proceso de ve vertimiento rtimiento hac hacia ia el filtro.

Fotografía 3. Filtro Percolador 20

 

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 Sedimentador Secundario:  Estructura rectangular donde se realiza la separación de sólidos sedimentables del agua proveniente del filtro percolador. Esta es la etapa final del recorrido del agua dentro del proceso.

Fotografía 4. Sedimentador Secundario

Lecho de Secado:  Permite lograr el secado de los lodos a través de la evaporación y filtración por medio de un proceso natural conformado por un lecho de arena, la estructura es de concreto reforzado, con cubierta en teja translucida, para permitir el paso de luz solar y lograr el proceso. (Ver Fotografía 5). 5).

Fotografía 5. Lecho de Secado

El caudal de diseño proyectado para el Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas, Domésticas, es de 4,47 L/s. Actualmente se hace vertimiento directo a la fuente hídrica la quebrada de la Pereña ya que la PTAR está fuera de servicio por problemas de inestabilidad de energía eléctrica del municipio por consiguiente fue 21

 

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abandonada, sin sin embargo, está sometida a p procesos rocesos de optimización optimización para aumentar la eficiencia de la l a planta. La ausencia de estudio del caudal máximo a afectado la capacidad de la PTAR, creando reboses al suelo del predio causando un impacto ambiental negativo. Como medida de optimización se instalaron tapas metálicas en cada una de las estructuras sin ningún resultado positivo.

Fotografía 6. Punto de Vertimiento

Finalmente, las aguas residuales tratadas deberían ser vertidas a la quebrada la Pereña a través de una tubería de PVC de 6” como se puede observar en la la   Fotografía 6. 

c. 

Calidad del agua tratada

No se tiene registro de la calidad del agua tratada por cuanto la PTAR no está operando.

22

 

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VIII.  PROPUESTAS DE OPTIMIZACIÒN DEL SISTEMA DE TRATAMIENT TRATAMIENTO O DE AGUA POTABLE.

La propuesta comprende: Incremento de la disponibilidad de agua a tratar, para garantizar una cobertura del 100% en cualquier época del año se precisan de los siguientes componentes:

a. 

Captación.-

Ubicar una captación en el Caño Las Lajas que permita que en la época invernal se pueda captar suficiente agua sin los problemas asociados a los elevados niveles de turbiedad y arrastre de lodos en dicha época.

Fotografía 7. Captación

b. 

Aducción.-

Consta de una línea de aproximadamente 300 metros en tubería de polietileno de alta densidad de 3” de diámetro, desde la captación en Las

Lajas hasta el caño La Peñera. Esta línea contará con una válvula de control, ya que sólo se utilizará el trasvaso de caudal para cubrir el déficit cuando así se amerite.

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c. 

Pre-tratamiento.-

Para evitar el arrastre de arena, se ubicará un desarenador hidrociclónico con purga automática. Este tipo de desarenador ocupa menos espacio y no es necesario construir un desarenador convencional en zonas de difícil acceso.

d. 

Tratamiento.-

Con el objeto de eliminar la utilización de compuestos de aluminio, se propone una unidad de electro-floculación, un pre-filtrado en filtro de arena y un filtrado final mediante membrana de Ultra-filtración.   Electrofloculación:  Es la técnica que involucra la adición electrolítica



de iones metálicos coagulantes de manera directa a través del electrodo de sacrificio.   Pre-filtrado: Se utiliza para retener sólidos mayores a 150 micras, con el



objeto de proteger las membranas de Ultra-filtración.   Ultrafiltración:  Proceso avanzado que separa todos los elementos mayores a 0,02μ, dentro de



los cuales se encuentran TODOS los microorganismos patógenos. Construidas con las más modernas técnicas de tecnologías de punta, estas membranas están diseñadas de tal manera que cuando se efectúa un retrolavado periódico, pueden tener una vida útil superior a los 8 años. Un aspecto importante a tener en cuenta es que el módulo de Ultrafiltración opera por gravedad, ya que entre la captación y el tratamiento hay más de 50 metros de diferencia de cota.

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e. 

Desinfección.-

Para dar cumplimiento a la normatividad sobre cloro libre residual, la desinfección se llevará a cabo mediante un generador de Dioxido de Cloro. El dióxido de cloro (ClO2) se ha utilizado por años en la desinfección del agua potable (en los E.E.U.U. desde 1944). La necesidad se presentó cuando fue descubierto que el cloro y los productos similares formaban algún SPD peligroso (subproductos de la desinfección) como THM (trihalometanoss). Presenta las siguientes ventajas:   La eficacia bactericida es relativamente inafectada con pH entre los



valores de 4 y 10   El dióxido de la cloro es claramente superior al





 



   





 

cloro en la destrucción de esporas, bacterias, virus y otros organismos patógenos en una base residual igual La tiempo requerido de contacto para ClO2 es más baja El dióxido de cloro tiene mejor solubilidad Ninguna corrosión asociada a altas concentraciones de cloro. Reduce los costes de mantenimiento mantenimient o a largo plazo. Destruye precursores de THM.

enoles y no ttiene iene   El dióxido de Cloro destruye los ffenoles



ningún olor distinto;

Las unidades de desarenado, pre-filtración, filtración y desinfección son 100% reutilizables.

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IX.  PROPUESTAS DE OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENT TRATAMIENTO O DE AGUA RESIDUAL. La reingeniería comprende un cambio conceptual en la forma de tratar las aguas residuales, de un las actual sistema biológico a un sistema físicoquímico, el cual pasando aprovechará estructuras de concreto existentes al máximo. El sistema propuesto consta de los l os siguientes componentes:

a. 

TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN.-

Se utilizará la actual estructura de los biodigestores 1 y 2, con las correspondientes adecuaciones necesarias. El tiempo de retención será determinado por la necesidad de que no se presente descomposición espontánea. En todo caso será inferior a 3 horas.

Fuente: Autor, 2012.

b. 

BOMBAS SUMERGIBLES.-

En el tanque de homogenización se instalará un par de bombas sumergibles para aguas residuales que trabajarán alternadamente para un caudal de diseño de 5 lps. El propósito de este bombeo es suministrar la energía necesaria para la mezcla del agente oxidante (ION FERRATO).

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Fuente: Autor, 2012.

Las bombas operarán de manera autónoma con un control de nivel, pero su funcionamiento estará integrado a un logo de programación que sistematizará sistematiza rá toda lla a operación del sistema.

c. 

DESARENADOR HIDROCICLÓNICO.-

Las arenas pueden eliminarse del agua residual a tratar mediante un Desarenador por gravedad, lo cual implica la construcción de una infraestructura en concreto o en fibra reforzada o puede aprovecharse la energía de impulsión de la bomba sumergible para separar las arenas mediante un Desarenador hidrociclónico hidrociclónico.. Los desarenadores Tipo Hidrociclón, son dispositivos utilizados para la separación de arenas y agua, tienes una operación muy sencilla, y pueden eliminar aproximadamente aproximadame nte el 80% de sólidos en suspensión. Su función es la l a de separar la arena y otras partículas compactas más pesadas que el agua, por lo que es ideal como filtro previo en instalaciones que captan agua de pozo. La separación se produce gracias a la velocidad de rotación que se genera al ser inyectada el agua de forma tangencial en el interior del cuerpo del hidrociclón.

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Cómo Funcionan Los Hidrociclones Como consecuencia de la fuerza centrífuga, las partículas sólidas se desplazan hacia la pared del cono de hidrociclón, donde prosiguen una trayectoria espiral descendente debido a la fuerza de gravedad. De esta forma, las partículas sólidas son arrastradas a la parte inferior del hidrociclón donde se almacenan en un depósito colector. 1. El agua entra al desarenado desarenadorr y un inyector influye en la aceleración. 2. Trafico de Flujo. Las partículas más densas se concentran en el exterior (fuerza centrífuga) y descienden. 3. Las partículas de arena se acumulan en la parte inferior del Desarenador. 4. La salida del agua purificada a través del vértice o colector central de la parte superior 5. Una llave permite que el dispositivo se purga manual periódicamente.

La separación se logra haciendo uso de la fuerza centrífuga que empuja las partículas sólidas (más pesadas que el agua) en un espiral hacia abajo hasta el recolector, mientras el fluido sube a través de la salida superior. El agua limpia sale del hidrociclón a través del tubo situado en la l a parte superior. Las partículas sólidas acumuladas en el depósito colector deben ser eliminadas periódicamente. Esta limpieza puede realizarse con una purga continua bien con un drenaje temporizado. El fluido en movimiento actúa como medio de filtración para las partículas más finas, mejorando así el proceso de separación. Las partículas recogidas son desechadas automáticamente por una válvula hidráulica que se activa en intervalos in tervalos predeterminados.

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Ventajas      

Debido a su especial diseño, el hidrociclón funciona con una mínima pérdida de carga. Pueden colocarse en paralelo para aumentar así su capacidad de filtración. Funcionan con una pérdida de carga constante, no existiendo posibilidad de obturación.

d. 

MEZCLADOR ESTÁTICO DE ALTA TURBULENCIA.-

La reacción de oxidación mediante el poderoso ión ferrato, requiere una mezcla de alta turbulencia con un número de Reynolds mayor a 2000.

Mezclador Estático. El un número de Reynolds es adimensional y viene dado por la siguiente ecuación: o equivalentemente por:

Donde:

ρ: densidad del fluido  v s: velocidad característica del fluido D: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido

μ: viscosidad dinámica del fluido  ν: viscosidad cinemática del fluido   29

 

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En nuestro caso Re > 2.000 ρ: 1 gr/cm3  D = 4” (10.16 cm)  μ: = 79.8 gr/(cm*seg)  Por lo tanto v s = (2.000 * 79.8)/(1*10.16) cm/seg = 15.708 cm/seg = 157.08 m/seg

Es claro que no es posible obtener esta velocidad con un caudal de trabajo de 5 lps (18 m3/hr = 0.005 M3/seg) ya que con el diámetro utilizado se alcanza una velocidad de 1 m/seg, en consecuencia, es preciso utilizar un elemento que genere una alta alta turbulencia. Estos elementos se denominan de manera general Unidades de Mezcla Rápida y se clasifican:

Descartamos las unidades mecánicas ya que implican energía adicional y tienen partes móviles sujetas a mantenimient mantenimiento o periódico. 30

 

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Como deseamos que la mezcla se produzca con la sola energía de impulsión de la bomba sumergible, optamos por un mezclador estático en línea, de alta turbulencia. Un mezcladorque estático consiste básicamente ensistemática una serie de láminas estacionarias dan como resultado la mezcla y radial del guía flujo de los medios que circulan a través de la l a tubería. La trayectoria del flujo sigue un patrón geométrico, evitando así cualquier mezcla aleatoria. El fluido se mueve a través del mezclador estático en línea, creando un flujo continuo y homogéneo h omogéneo con baja caída de presión.

Esquema de funcionamiento de un Mezclador Estático de Alta turbulencia

1. La bomba empuja el líquido dentro del mezclador. 2. El flujo es cortado y forzado a dirigirse contra las paredes opuestas de la tubería. 3. Un vórtice es creado axialmente en la línea central de la tubería. 4. El vórtice es cortado de nuevo y el proceso ocurre pero en rotación contraria. Esos cambios de rotación, aseguran un producto final homogéneo.

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PRINCIPALES VENTAJAS DE UN MEZCLADOR ESTATICO

• Los mezcladores estáticos no requieren un suministro de energía separado,

bombas o sopladores, mientras los materiales a ser mezclados, proporcionen toda la energía requerida.

• La caída de presión es pequeña de modo que el consumo de energía sea

bajo. • No tienen ninguna parte móvil, así que requieren poco mantenimiento y el

tiempo improductivo es minimizado. • Requieren un costo de inversión y operacional muy bajo. • El rendimiento es predecible, uniforme y consistente. La homogeneidad,

expresada como una desviación de la media, es cuantificable.

• Son compactos y requieren un pequeño espacio. • Se eliminan los problemas de sellado. • Las diferencias en la concentración, la temperatura y velocidad se igualan

encima de la sección transversal transversal del flujo. Algunas de estas ventajas las aprovecharemos desde el punto de vista hidráulico, de espacio y costos, pero la que más nos interesa es la homogeneidad que nos garantiza lograr una dosificación asertiva de los componentes que generan el Ion Ferrato.

e. 

REACTOR DE AIREACIÓN.-

Utilizando la estructura en concreto del actual filtro percolador, lo convertimos en un reactor de aireación para que mediante unos difusores de membrana incorporemos aire inyectados inyectados por sopladores de bajo consumo.

Del actual filtro se retira todo el relleno y se acondiciona la estructura restante. 32

 

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Los sopladores a utilizar son sopladores de canal lateral de muy bajo consumo de energía. Se instalarán dos para que trabajen alternadamente y para que puedan suplirse en los mantenimientos de cada equipo.

La incorporación de aire garantiza unos niveles adecuados de Oxígeno Disuelto para soportar vida acuática y poder verter sin peligro a cualquier fuente o utilizar el agua tratada en riego.

f. 

SEDIMENTADOR TUBULAR.-

Después de los procesos anteriores, es preciso remover los SST aún presentes en el efluente, tanto los l os que se mantienen después de la fuerte oxidación por ión ferrato y luego por la aireación como los que se forman producto de estas reacciones y que generan compuestos insolubles. La Sedimentación es una operación unitaria, inscribible en el ámbito de los procesos físicos, basada en el fenómeno de desplazamie desplazamiento nto relativo de fases particuladas en el seno de un medio fluido, en la cual se haya implicado un mecanismo de transferencia de cantidad de movimiento por flujo viscoso.3 

3 

Los sedimentadores lamelares en el tratamiento de aguas residuales. Antonio Gutiérrez Lavín - Julio L. Bueno de las Heras. Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente. Universidad de Oviedo. ANQUE de Asturias 33

 

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La sedimentación no es más que la resolución espontánea de una situación de inequilibrio motivada por la competencia de dos medios de distinta susceptibilidad (generalmente densidad) a ocupar un mismo espacio en un campo de fuerzas (generalmente gravitatorio). Si bien el equilibrio absoluto se alcanza cuando ambos materiales se separan físicamente de forma definitiva (segregación en los límites del sistema, por ejemplo sólidos en el fondo de una vasija), pueden alcanzarse situaciones de pesudoequilibrio, equilibrio dinámico como consecuencia de la compensación de las fuerzas impulsoras con las fuerzas emergentes (por ejemplo, la velocidad límite o terminal de sedimentación es el resultado del equilibrio de la fuerza de gravedad con las fuerzas de rozamiento y los empujes dinámicos netos). La sedimentación es pues un fenómeno macroscópico. Quiere esto decir que en el nivel de descripción suficiente para el análisis o interpretación de este fenómeno, la materia se percibe como un medio continuo, tanto la fase continua - fluida- como la fase dispersa, generalmente sólida o, al menos, indeformable y rígida en las condiciones de estudio. Por ello, la sedimentación de gotas o la flotación de burbujas puede estudiarse análogamente al desplazamiento de partículas sólidas, siempre que no se manifiesten deformaciones o fenómenos de flujo intraparticular, en cuyo caso el tratamiento debería plantearse como un modo de flujo multifásico, necesariamente describible a nivel microscópico dada la importancia de la distribución relativa de velocidades en un análisis riguroso. Dadas las condiciones resultantes de la aplicación de un oxidante tan fuerte, optamos por la elección de un sedimentador estático, en particular el de superficie ampliada. Desde antes de que se tuviera un conocimiento riguroso de los fundamentos del mecanismo, se había obtenido de la experiencia un considerable aumento de eficiencia eficiencia al divi dividir dir los equipos se sedimentadores dimentadores rectangulares de flujo longitudinal, en placas horizontales, que act actuaban uaban co como mo si se dispusiesen equipos uno encima de otro. AL dificultarse el raspado del lodo, se modificó el diseño colocando las placas con cierto ángulo de inclinación, tal como se muestra:

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Fuente: Autor, 2012.

En un sedimentador clásico de flujo horizontal y altura H, según la fórmula de Hazen (basada en el parámetro de Hazen, carga superficial WF / Axy , definido a partir del flujo fl ujo volumétrico de la suspensión y del área eficaz, como una velocidad lineal), la velocidad de sedimentación crítica (Ver figura) , resulta ser vsc =WF /A xy = H/tH, en tH donde corresponde al tiempo de retención para esa profundidad. Para un sedimentador lamelar (o laminar), con N lamelas, altura total H, entonces h= H/(N+1) ó h= H/(N-1) Se formula N+1 cuando toda la zona de sedimentación está llena de lamelas. Se formula N-1 cuando la zona de sedimentación está delimitada en el interior del sedimentador, considerándose no operativo el espacio exterior a esta zona. Por consiguiente: th = h/ vsc  = tH/(N+1) ó th = tH/(N-1), de lo que se deduce muy fácilmente que para una misma altura H, se ha disminuido significativamente el tiempo de retención.

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Para caudales definidos de aguas residuales encontramos: CAUDAL m ³/h LPS

DIMENSIONES (m) Largo (A) Ancho (B) Alto (C)

5

1,39

2,35

1,90

3,00  

10

2, 2 ,78

2,65

1,90

3,95  

15 20

4, 4 ,17 5, 5 ,56

3,15 3,15

1,92 2,42

3,95   3,95  

30

8, 8 ,33

4,15

2,42

3,95  

40

11 11,11

5,20

2,42

3,95  

50

13 13,89

6,20

2,42

3,95  

60

16 16,67

7,20

2,42

3,95  

70

19 19,44

7,30

2,42

4,50  

80

22 22,22

7,40

2,42

4,95  

90

25 25,00

8,40

2,42

4,95  

100

27,78

8,90

2,42

4,95  

Nuestra selección corresponde corresponde al modelo de 20 m3/h. Para utilizar la estructura del actual sedimentador se acondicionará un sedimentadorr tubular de la capacidad ya mencionada. sedimentado

g. 

FILTRACIÓN.-

Aunque el clarificado con el sedimentador tubular es altamente eficiente, se instalará un filtro de arena para dar un pulimiento final.

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X.  a. 

ESPECIFICACIONES TECNICAS.

BOMBAS SUMERGIBLES

TIPO:

Bomba sumergible para aguas negras

MOTOR:

3HP / 1750 RP. Trifásico 230/460 V

DESCARGA:

3” 

PASO DE ESFERA:

2.5” 

VOLUTA:

Hierro Gris ASTM A-48, Clase 30

PLATO DEL SELLO:

Hierro Gris ASTM A-48, Clase 30

IMPULSOR:

2 venas, tipo abierto balanceado estáticamente

FLECHA:

Acero Inoxidable

EMPAQUES:

Forma cuadrada BUNA-N

SELLO:

Mecánico, lubricado en aceite. Parte estacionaria y rotatoria en carburo de silicio. Elastómero de vitón. Resorte en acero inoxidable.

BALEROS:

Superior: Chumacera lubricada en aceite para carga radial. Inferior: Tipo bolas, lubricado en aceite para carga radial y axial.

OPERACIÓN Y SISTEMA DE CONTROL

Se 2 bombas sumergibles que trabajaran alternadamente en instalarán períodos definidos y programables de 12 o 24 horas. Cada bomba será controlada individualmente mediante control de nivel tipo capacitivo.

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b. 

MEZCLADOR ESTATICO DE ALTA TURBULENCIA

El mezclador estático de alta turbulencia es un dispositivo que permite efectuar mezclas rápidas sin necesidad de partes móviles. MATERIAL:

Acero Inoxidable AISI 304

DIAMETRO:

3” 

LONGITUD:

1.20 m, extremos bridados.

ELEMENTOS INTERNOS: BOQUILLA DE INSERCION DE ION FERRATO: BRIDAS Y TORNILLERIA:

12 ¼” en Acero Inoxidable AISI 304  

Acero Inoxidable AISI 304

Todas las soldaduras deben ser pasivadas con solución débil de ácido nítrico.

c. 

BOMBAS DOSIFICADORAS

TIPO:

Diafragma, Teflon®, (Teflon recubierto con Hypalon®)

CABEZAL:

PVDF (natural) Válvula check

INYECCIÓN :

Cuerpo e inserto: PVDF (natural) Bola check: Cerámica Resorte: Hatelloy C-276 Elastómeros.(O-ring): Viton

MÁXIMA PRESIÓN DE TRABAJO:

150 psi (10.3 bares)

MÁXIMA TEMPERATURA DE FLUIDO:

130° F (54° C)

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MÁXIMA TEMPERATURA AMBIENTE :

14° a 115° F (-10 a 46.1° C)

RANGO AJUSTADO DE SALIDA:

1-100% en incrementos de 0.1

MÁXIMA VISCOSIDAD:

2,000 Centipoise

MÁXIMA SUCCIÓN DE ACENSO:

15 pies agua, (4.5)

CARCASA:

NEMA 4X, (IP66)

VOLTAJE (SALIDA DE AMPERAJE):

115VAC/60Hz, (1.5 amp máx)

TECLADO:

Digital

d. 

SOPLADOR TIPO VORTICE

El soplador de vórtice o soplador de canal lateral es un equipo altamente eficiente para producir un flujo de aire para cualquier aplicación industrial. MOTOR: 

De 1 a 1.5 HP, monofásico o trifásico.

CAUDAL: 

120 m3/hr

PRESION: 

0.2 a 0.4 Bar

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e. 

SEDIMENTADOR TUBULAR

DIAMETRO ENTRADA:

4” 

DIAMETRO DESCARGA:

4” 

ESTRUCTURA PRINCIPAL:

Fibra de vidrio reforzada con poliéster de 5 mm de espesor

SOPORTE:

Estructura de acero al carbón con anticorrosivo y acabado en esmalte industrial.

COLECTOR DE LODOS:

4” 

AREA DE LOS SEDITUBOS:

4 m2 

MATERIAL SEDITUBOS:

f. 

Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)

FILTRO DE ARENA

FLUJO MAX:

25

PRESION DE TRABAJO:

30 PSI

PRESION MAXIMA:

50 PSI

TIPO:

Filtro en material termoplásrico de alta resistencia.

SALIDA: VALVULA:

2 ½” Lateral 

DIAMETRO:

900 mm

OTRAS CARACTERISTICAS:

Automática de 3 vías.



     

 

Manómetro Purga de arena Purga de aire

40

 

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XI.  a. 

MEMORIAS DE CÁLCULO.

SISTEMA DE BOMBEO

Determinamos las características de la bomba sumergible a partir de dos variables: El caudal y la altura total.

Caudal = 5 lps = 79,2 GPM Altura Total = Altura Estática + Perdidas por Fricción + Pérdidas del MEAT

1. 

ALTURA ESTATICA

Corresponde a la diferencia de cota entre la succión y la descarga. Como la bomba estará sumergida, consideramos la diferencia de cota a partir del nivel de apagado del control de nivel. Altura estática total: 3.00 m

2. 

PERDIDAS POR FRICCION

Es la suma de las pérdidas por fricción en tubería más las pérdidas por fricción en accesorios. Pérdidas por fricción en tuberías.- Para el cálculo se utiliza la fórmula de VeronesseDatei:

En donde:

h: pérdida de carga o energía (m) Q: caudal (m3/s) D: diámetro interno de la tubería (m) L: longitud de la l a tubería (m) Esta fórmula se utiliza para tubería de PVC, con número de Reynolds comprendido entre 40.000 y 1.000.000. No obstante, preferimos utilizar las tablas de los fabricantes de tubería

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Con Q = 5 lps y D = 3”, la pérdida por fricción fricción es de 1,5 m por cada 100 ml de

tubería, en nuestro la longitud total es de 18 m, por lo tanto la pérdida por fricción será de 0.27 caso m

Pérdidas por fricción por accesorios.Desde la impulsión i mpulsión de la bomba hasta la descarga final, contabilizamos 

         





 

Dos adaptadores macho de PVC 3”  Una Válvula de retención 3”  Tres codos de 90º 3” 

2 Válvulas de globo totalmente abiertas 2 uniones universales

42

 

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Utilizaremos las siguientes tablas de LEON INDUSTRIAL:



           





  

Dos adaptadores adaptadores macho de PVC PVC 3” = 2 * 2.38 = 4.76 m  Una Válvula de retención 3” = 9.76 m   Tres codos de 90º 3” = 3 * 2.44 = 7.42 m   2 Válvulas de globo de 3” totalmente abiertas abiertas = 2 * 25 = 50 m  2 uniones universales de 3” = 2 * 2.38 = 4.76 m 

Total longitud equivalente = 76.7 m, por lo tanto la pérdida total por accesorios es de 1.15 m 43

 

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3.  PÉRDIDAS TURBULENCIA

EN

EL

MEZCLADOR

ESTATICO

DE

ALTA

Las pérdidas producidas en un mezclador estático de alta turbulencia son extremadamente difícil de calcular. Una vez más recurrimos a gráficos experimentales de los fabricantes:

Para nuestra tubería de 3” y un caudal de 18 M3/Hr, las pérdidas son de

aproximadamente aproximadamen te 2 kPa, es decir 0,29 PSI, o 0,2 m La altura total es de 3.00+0.27+1.15+0.2 = 4.62 m

44

 

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Ahora recurrimos a la curva característica de la bomba sumergible:

Situados en un flujo de 80 GPM (5lps), seleccionamos la bomba con una descarga de 3” y diámetro de impulsores de 5”. 

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b. 

MEZCLADOR ESTATICO DE ALTA TURBULENCIA

De acuerdo con el fabricante, para un caudal de 5 lps (18 M3/Hr) es necesario un mezclador de 1,20 de largo, 3” de diámetro y 12 secciones internas. 

c. 

AIREACIÓN

El objeto de la aireación es aumentar la cantidad de oxígeno disuelto en el efluente. La solubilidad del oxígeno y en general de cualquier gas en agua, está dada por la Ley de Henry:

Donde: es la presión parcial del gas.   es la concentración del gas (solubilidad).   es la constante de Henry, que depende de la naturaleza del gas, la ttemperatura emperatura y el líquido.

 

La siguiente tabla nos es de gran utilidad:

46

 

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Para una temperatura promedio de 25ºC, la máxima solubilidad del oxígeno es de 8 ppm (mg/L). Como el aire contiene aproximadamente un 21% de oxígeno, para lograr los 8 mg/L necesitamos aproximadamente aproximadamente 38 mg/L de aire. Con un caudal de 5 lps (18 M3/Hr = 18.000 L/Hr), se pueden disolver hasta 684.000 mg/hr = 684 gr/Hr. Para una eficiencia del 20%, necesitam necesitamos os 3.42 Kg/Hr de aire, o lo que es lo mismo 2.89 M3/hr., es decir 102 CFM. Este flujo se logra con un soplador 1.5 HP.

d. 

SEDIMENTADOR TUBULAR

DISEÑO DE LOS SEDIMENTADORES TUBULARES (Del fabricante BRENTWOOD INDUSTRIES)

El diseño de los sedimentadores tubulare tubularess está basado en tres criterios:

Flujo (m3/h): Flujo hidráulico requerido a través de la pileta de sedimentación. Área (m2): Área de la pileta requerida para los sedimentador sedimentadores es tubulares. Rata de Diseño Aplicable: Flujo/Área (3,75 hasta 8,75 m/h). Los sedimentadores tubulares manejan ratas máximas aplicables comprendidas entre 6,25 y 11,25 m/h. La rata recomendada para propósitos de diseño es entre 3,75 y 8,75 m/h. En nuestro caso el caudal es de 18 m3/h, con una rata de diseño de 4.5 m/h, se requiere un área efectiva de 18/4.5 = 4 m2

Chequeo de la velocidad: V = Flujo/Área = (0.005 m3/seg)/(4 m2) = 0.00125 m/seg < 0.015 m/seg OK.

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e. 

FILTRO DE ARENA

Las dos unidades de filtración para el pulimento final se seleccionan de la siguiente tabla:

Para nuestro caudal de 18 m3/Hr se selecciona el filtr o de 36”. 

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XII.  RECOMENDACIO RECOMENDACIONES NES PARA LA OPERACIÓN Implementación de Alternativas de Mejora. A continuación se describirán las actividades de mejora, que se deben incluir para los programas de mantenimiento, control operativo y capacitación del personal de la PTAR.

a. 

Programa de Mantenimiento y Control Operativo.

En las Tabla 1 se listan las actividades que deberán ser realizadas para dar cumplimiento al programa de acuerdo con un cronograma de optimización. La documentación asociada se recopilara en el Manual de Operación de la PTAR.

Tabla 1. Actividades de mantenimiento del sistema. Actividad

Descripción

Limpieza de rejillas de cribado.

Se debe establecer una frecuencia de limpieza de 3 veces diarias, mediante la utilización de un rastrillo que lleva los sólidos retenidos a la bandeja de deshidratación. Estos son recolectados posteriormente en un contenedor dispuesto en la parte superior de la unidad. Terminado este proceso el vehículo recolector colecta el lodo acumulado. Mensualmente, se cierra un canal para realizar la limpieza del fondo del desarenador, mientras la otra unidad sigue en funcionamiento. Las arenas

Limpieza de desarenadores.

son recogidas con una pala y un balde, para ser depositas finalmente en un contenedor. El operario mensualmente lubrica cada una de las compuertas, para facilitar su labor y no tener obstáculos en la limpieza.

Limpieza de la canaleta Parshall

Se realiza una ver por día, limpiando las paredes internas, el fondo y la reglilla con una escoba de cerdas gruesas, para facilitar la lectura de los niveles para el cálculo de caudales.

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Actividad

Descripción

Inspección de válvulas y

Semestralmente, el operario en compañía del supervisor realiza una

tuberías llenado,de recirculación y evacuación. Limpieza de espumas cuando se estén generando.

inspecciónendebuen válvulas encuentre estado.y tuberías de llenado, rectificando que se

Al observar espumas sobre el tanque de aireación el operario procede a retirarlas.

Limpieza de los módulos de rápida sedimentación

Semanalmente, con una manquera de presión, se lavan los módulos para evitar el asentamiento del floc biológico en su superficie.

Lavado de vertedero de sedimentadores

Se dispone de cloro para limpiar las paredes delEsta vertedero de los sedimentadores y así evitar la formación deinternas hongos. actividad se ejecuta con una frecuencia semanal.

Dos veces por año se realizara el aforo de las válvulas en el tanque de aireación para poder mantener un proceso estable y evitar problemas operacionales. Este procedimiento se encuentra documentado en el Manual de Operación de la PTAR. Fuente: la Autora, 2012.

Aforo de caudales.

Tabla 2. Actividades para mejorar el control de las operaciones de la PTAR Actividad

Descripción

Programación de frecuencias de mantenimiento y calibración de equipos de laboratorio.

Se debe elaborar un programa de mantenimiento y calibración de los equipos de medición.

Medición periódica de parámetros de control

Establecer las frecuencias y puntos de medición de parámetros físicos y químicos de control de la PTAR y plantear formatos para el registro de los datos recolectados. La información generada incluirla en el Manual de Operación de la planta.

Numeración de las válvulas del sistema.

Identificar las válvulas existentes en la PTAR y asignar un código a cada una de ellas, adjuntando dicha información en el Manual de Operación de la planta y en los planos del sistema. 50

 

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Revisión y actualización del Manual de Operación de la PTAR.

Elaborar un manual donde contenga los cambios pertinentes a todas las mejoras propuestas, haciéndolo de fácil comprensión para todo el personal y los visitantes.

Fuente: la Autora, 2012.

b. 

Programa de capacitación y concienciación del personal.

Como se expuso expuso en este document documento, o, una de las principales causas de los problemas existentes en la Planta de Tratamiento la constituye el desconocimiento y falta de implementación de las prácticas de mantenimiento y operación necesarias para el buen funcionamiento del sistema. Por lo tanto, se de debe be programar y ejecutar capacit capacitaciones, aciones, cuyo objetivo y contenidos se describen brevemente en la Tabla la Tabla 3.  3.  Tabla 3. Actividades de capacitación y concienciación del personal. Capacitación

Contenidos

- Generalidades sobre el tratamiento de aguas residuales. Prácticas de mantenimiento y - Explicación de prácticas de mantenimiento (punto, control operativo. periodicidad, documentos y registros asociados).

Prácticas de seguridad.

- Contextualización: importancia de las prácticas de seguridad. - Uso de elementos de seguridad. - Procedimiento de notificación y atención de emergencias.

Manejo de residuos.

- Contextualización: tipo de residuos generados en planta e importancia de su manejo ambientalmente sostenible. - Presentación de procedimiento de manejo de residuos.

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XIII.  FICHA ESTADISTICA BASICA DE INFORMACIÓN DEL PROYECTO.

52

 

 

XIV.  PRESUPUESTO CONTRATO No :

OBJETO:

“REINGENIERÍA Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Y DE LA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL MUNICIPIO DE RECETOR, DEPARTAMENTO DE CASANARE”   CONTRATISTA: INTERVENTOR: SUPERVISOR:

Planta de Tratamiento de Agua Potable ITEM 1 1.1 1.2

2 2.1

3

PRESUPUESTO ADICIONAL

ITEMS ADICIONALES

PARTIDAS DE PAGO PRELIMINARES

UN CANT.

Localización y replanteo Campamento de 18M2

M2 UN Un

Suministro e instalación desarenador de 6"

300,00 1,00

$ 4.895,00 $ 1.403.671,20

$ 1.468.500,00 $ 1.403.671,20

1,00

$ 5.957.400,00

$ 5.957.400,00

UNIDAD DE ULTRAFILTRACION DE 0.02μ  Suministro e instalación de sistema de ULTRAUn filtración de

4

SISTEMA DE GENERACION DE DIOXIDO DE CLORO

4.1

Suministró e instalación de generador de dióxido de cloro

5

TRASVASO DE CAUDAL EN TUBERIA DE PEAD  

5.1 5.2

Suministró e instalación de tubería de PEAD 3" Válvula de control de 3"

ML Un

5.3 6

Bocatoma EQUIPOS DE MEDICION Y CONTROL 

Un

6.2

Vr TOTAL

DESARENADOR HIDROCICLONICO 

3.1

6.1

Vr PARCIAL

Suministro e instalación de Tablero de control con PLC Suministro e instalación de equipos de medición

Un

1,00

$ 122.742.000,00 $122.742.000,00

1,00

$ 15.169.100,00

$15.169.100,00

300,00 2,00

$ 32.095,97 $ 714.780,35

$ 9.628.791,00 $ 1.429.560,70

1,00

$ 6.000.000,00

$ 6.000.000,00

Un

1,00

$ 15.971.600,00

$ 15.971.600,00

Un

1,00

$ 10.754.000,00

$ 10.754.000,00

SUB - TOTAL

$190.524.622,90

A.I.U. (30%) VALOR TOTAL

$ 57.157.386,87 $247.682.009,77

 

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MUNICIPIO DE RECETOR, DEPARTAMENTO DE CASANARE”  

1

Planta de Tratamiento de Agua Residual PARTIDAS DE PAGO UN CANT. Vr PARCIAL PRELIMINARES

1.1 1.2

Localizacion y replanteo Campamento de 18M2

21.3

Retiro relleno filtro percolador M3  18,00 LINEA DE DESVIACION PARA EJECUTAR PROYECTO

2.1 2.2 2.3 2.4

3 3.1 3.2 3.3

4 4.1 4.2 4.3

5 5.1 5.2

6 

Suministro e instalación sistema de dosificación de ION FERRATO con mezclador estático de alta turbulencia de 4" Suministro e instalación de tubería PVC Presión RDE 41 de 4". Suministro e instalación de controlador de potencial de óxido-reducción. Suministro e instalación tablero de control. DESARENADORES HIDROCICLONICOS  Sumnistro e instalación desarenador de 4" Suministro e instalación desarenador de 6" Suministro e instalación tubería 2" PVC Presión TANQUE DE HOMOGENIZACION  Limpieza del concreto mediante chorro de arena Recubrimiento en pintura epóxica Suministro e instalación de control automatizado de nivel SISTEMA DE BOMBEO  Suministro e instalación de bombas sumergibles aguas negras 2HP Suministro e instalación de tubería PVC Presión RDE 41 de 3".

M2 UN

254,00 1,00

Vr TOTAL

$ 4.895,00 $ 1.403.671,20

$ 1.243.330,00 $ 1.403.671,20

$ 44.367,40

$ 798.613,20

Un

1,00

$ 26.899.200,00

$ 26.899.200,00

ML

36,00

$ 17.941,07

$ 645.878,52

Un

1,00

$ 3.151.600,00

$ 3.151.600,00

Un

1,00

$ 2.986.400,00

$ 2.986.400,00

Un Un ML

2,00 1,00 68,00

$ 4.057.400,00 $ 5.957.400,00 $ 6.181,07

$ 8.114.800,00 $ 5.957.400,00 $ 420.312,76

M2 M2

148,00 148,00

$ 16.779,35 $ 38.031,66

$ 2.483.343,80 $ 5.628.685,68

Un

1,00

$ 1.451.600,00

$ 1.451.600,00

Un

2,00

$ 2.971.600,00

$ 5.943.200,00

ML

24,00

$11.665,86

$ 279.980,64

SISTEMA DE DOSIFICACION DE ION FERRATO  Suministro e instalación sistema de

6.1

dosificación de IONde FERRATO con de 4" mezclador estático alta turbulencia Suministro e instalación de controlador de 6.2 potencial de óxido-reducción. Suministro e instalación de sensor medidor 6.3 de DBO en línea

7 7.1 7.2

Un

1,00

$ 26.899.200,00 $26.8 $26.899.200,00 99.200,00

Un

1,00

$ 3.151.600,00

$ 3.151.600,00

Un

1,00

$ 7.759.200,00

$ 7.759.200,00

SISTEMA DE AIREACION DE BAJO CONSUMO DE ENERGIA  Suministro e instalación de sistema de aireación con sopladores de 2 HP y difusores de microburbujas Sumnistro e instalación de sensor medidor de OD

Un

1,00

Un

1,00

$ 14.874.200,00 $14.874.200,00 $ 3.585.800,00

$3.585.800,00

54

 

“REINGENIERÍA Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Y DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL

MUNICIPIO DE RECETOR, DEPARTAMENTO DE CASANARE”  

8.1

Planta de Tratamiento de Agua Residual PARTIDAS DE PAGO UN CANT. Vr PARCIAL SISTEMA DE ELECTROCOAGULACION  Suministro e instalación de electrocoagulador con fuente conmutada Un 1,00 $20.194.600,00

9

SEDIMENTADOR TUBULAR DE ALTA EFICIENCIA  

8

9.1

10 10.1

11 11.1 11.2

Suministro e instalación de sedimentador tubular de alta eficiencia en fibra de vidrio para un caudal de 20 M3/Hr FILTRACION EN LECHO DE ARENA  Suministro e instalación de sistema de filtración en lecho de arena de 80 GPM SISTEMA DE OZONIFICACION  Suminstro e instalación de sistema de ozonificación Suministro e instalación de sensor medidor

Un

1,00

$ 18.589.200,00 $18.589 $18.589.200,00 .200,00

Un

1,00

$19.319.600,00

$19.319.600,00

Un

1,00

$10.472.300,00

$10.472.300,00

Un

1,00

$7.759.200,00

$ 7.759.200,00

Un

1,00

$15.971.600,00

$15.971.600,00

de DBO AUTOMATIZACION  

12.1

Suministro e instalación de Tablero de control con PLC

13

ARRANQUE PUESTA EN MARCHA Y ACOMPAÑAMIENTO  

13.2

$20.194.600,00

de 110/12 V, 8.5 A de 7 electrodos

12

13.1

Vr TOTAL

Caracterización físico-química y microbiológica Acompañamiento

Un

20,00

$240.000,00

$4.800.000,00

Un

1,00

$9.360.000,00

$ 9.360.000,00

SUB - TOTAL A.I.U. (30%)

$ $

230.144.515,80 69.043.354,74

VALOR TOTAL

$

299.187.870,54

VALOR TOTAL PTAP $ VALOR TOTAL PTAR $

247.682.009,77 299.187.870,54

VALOR TOTAL $ 546.869.880,31 546.869.880,31

55

 

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XV.  PLANOS

56